JP2005259462A - 可動接点付シート及びこれを用いた入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 押圧操作時の操作フィーリングが良好であると共に、２段スイッチ操作が可能な可動接点付シート及びこれを用いた入力装置を提供する。
【解決手段】 反転可能なドーム状の膨出部を有する第１の可動接点３と、第１の可動接点３よりも一回り小さな反転可能なドーム状の膨出部を有する第２の可動接点４と、第１及び第２の可動接点３、４の上面側に配置されると共に、第１及び第２の可動接点３、４を下面側に保持するカバーシート５とを備え、第１の可動接点３のドーム状の膨出部の中央に貫通した開口部３ａを設け、開口部３ａの上面周縁部に第２の可動接点４の外周縁部を重合させて載置すると共に、第２の可動接点４の中央頂部下面が開口部３ａを通して下方へ移動可能なように、第１及び第２の可動接点３、４をカバーシート５に保持した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子機器等の入力装置に使用される可動接点付シートに係り、特に１段スイッチ用の可動接点と２段スイッチ用の可動接点とを備えた可動接点付シート及びこれを用いた入力装置に関する。

従来の２段スイッチの構造としては、ドーム状の可動接点全体を基台（配線基板）の固定接点から浮かした状態で、基板に積層されるシート（カバーフィルム）に貼り付けた構成からなり、シートが押圧されると可動接点の外周縁部が下降し１段目の固定接点と接触して１段目のスイッチがオンし、更にシートを押圧することにより可動接点が反転してその中央部が２段目の固定接点と接触して２段目のスイッチがオンになる構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来の２段スイッチの構造を図に基づいて説明する。
図６は従来の２段スイッチの分解斜視図、図７は図６のＸ−Ｘ線における断面図、図８は接点パターンの要部上面図である。

図において、２１は下方絶縁基体である配線基板で、上面には、第一〜第三接点２２〜２４が配されている。第一接点２２は、円形に形成された第三接点２４の外周から所定の間隔をあけて同芯的に配された内周細幅部２２Ａに、所定の角度ピッチで外方に突出形成された放射状部２２Ｂにより構成されている。
また、第二接点２３は、上記第一接点２２の放射状部２２Ｂの外周部から僅かな間隔をあけて第三接点２４に同芯的に配された外周細幅部２３Ａに、上記第一接点２２の放射状部２２Ｂどうしの間の部分に向かって延設形成された放射状部２３Ｂによって構成されている。

第一接点２２の引き出し部２２Ｃは、放射状部２２Ｂの外周部から引き出されており、また、第二接点２３の引き出し部２３Ｃは、放射状部２３Ｂの外周部から引き出されている。また、第一および第二接点２２、２３によって周囲を囲まれている第三接点２４は、スルーホール部２４Ａを介して配線基板２１の裏面側に導出されて引き出し部２４Ｂにより引き出されている。また、上記第一および第二接点２２、２３の最外周位置およびその引き出し部２２Ｃ，２３Ｃの上部には絶縁レジスト２５が塗布形成されている。

また、上記配線基板２１の上方には、スペーサ２６が配設され、上記第一〜第三接点２２〜２４からなる接点パターンと、スペーサ２６に設けられた孔２６Ａの位置は対応している。また、スペーサ２６の上方には、上方絶縁基材である可撓性を有するカバーフィルム２８が粘着剤２８Ａにより粘着固定されており、スペーサ２６の孔２６Ａ内に対応するカバーフィルム２８の裏面には、円形ドーム状に形成された金属薄板製の可動接点２９の中央頂点部２９Ｂおよびその近傍が粘着剤２８Ａにより固着されている。

そして、可動接点２９は、上記配線基板２１上に略リング状に配列されている第一および第二接点２２、２３の放射状部２２Ｂ、２３Ｂの幅方向の中間位置に外周下端２９Ａが対応するように、かつその放射状部２２Ｂ、２３Ｂと外周下端２９Ａとは、上下方向に所定の間隔をあけるようにして、カバーフィルム２８に固着されてスペーサ２６の孔２６Ａ内に収容されている。

次に動作を説明すると、カバーフィルム２８の上方から所定の操作力を加えると、カバーフィルム２８が少し撓んで可動接点２９全体が下方に移動し、外周下端２９Ａが、第一および第二接点２２、２３の放射状部２２Ｂ、２３Ｂに当接して、第一接点２２と第二接点２３との間を接続させ導通させる。
一方、カバーフィルム２８の上方から可動接点２９の反転動作力より大きい押圧操作力を加えると、まずカバーフィルム２８が撓んで可動接点２９全体が下方に移動してその外周下端２９Ａが第一および第二接点２２、２３ に当接した後、可動接点２９が反転動作して、中央頂点部２９Ｂが第三接点２４に当接した状態となる。
このように本実施のスイッチは、操作する際の力の大きさによって二通りの回路の接続状態を使い分けて得ることができるものである。

特開２００１−２９７６５７号公報

しかしながら、上述した従来の２段スイッチの構造においては、大きな押圧操作力を加えた場合の２段目スイッチ部は可動接点２９の反転動作によってクリック感触が得られるが、最初の１段目スイッチ部は可動接点２９が反転せずノンクリック状態のため、明瞭な操作フィーリングが得られないという問題があった。

したがって、本発明では上述した問題点を解決し、押圧操作時の操作フィーリングが良好であると共に、２段スイッチ操作が可能な可動接点付シート及びこれを用いた入力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、反転可能なドーム状の膨出部を有する第１の可動接点と、この第１の可動接点よりも一回り小さな反転可能なドーム状の膨出部を有し、前記第１の可動接点の上方に配置される第２の可動接点と、前記第１及び第２の可動接点の上面側に配置されると共に、前記第１及び第２の可動接点を下面側に保持するカバーシートとを備え、前記第１の可動接点のドーム状の膨出部の中央に貫通した開口部を設け、この開口部の上面周縁部に前記第２の可動接点の外周縁部を重合させて載置すると共に、前記第２の可動接点の中央頂部下面が前記開口部を通して下方へ移動可能なように、前記第１及び第２の可動接点を前記カバーシートに保持した構成とした。

また、第２の解決手段として、前記第１の可動接点の開口部を、円形状の貫通孔で形成し、この貫通孔の周縁部に沿って前記第２の可動接点の外周縁部を重合させた構成とした。
また、第３の解決手段として、前記カバーシートの下面に粘着層を設け、前記第１の可動接点及び第２の可動接点を一体として剥離可能なように、前記カバーシートを前記粘着層により剥離シートに保持した構成とした。

また、第４の解決手段として、前記カバーシートには、２段スイッチ用の前記第１及び第２の可動接点と共に、１段スイッチ用の第３の可動接点を複数個保持した構成とした。
また、第５の解決手段として、第１乃至第４の解決手段の何れかに記載の可動接点付シートと、前記第１と第２の可動接点、及び前記第３の可動接点と接続される複数の固定接点が配設され、これらの固定接点に対応させて前記可動接点付シートが積層される基台とを備えた構成とした。

上述したように、本発明の可動接点付シートは、反転可能なドーム状の膨出部を有する第１の可動接点と、第１の可動接点よりも一回り小さな反転可能なドーム状の膨出部を有し、第１の可動接点の上方に配置される第２の可動接点と、第１及び第２の可動接点の上面側に配置されると共に、第１及び第２の可動接点を下面側に保持するカバーシートとを備え、第１の可動接点のドーム状の膨出部の中央に貫通した開口部を設け、開口部の上面周縁部に第２の可動接点の外周縁部を重合させて載置すると共に、第２の可動接点の中央頂部下面が開口部を通して下方へ移動可能なように、第１及び第２の可動接点をカバーシートに保持したことから、押圧操作時には、下側に配置された１段目スイッチ用の第１の可動接点は、第２の可動接点の外周縁部により開口部の上面周縁部が押圧され、この押圧によって開口部を有する膨出部が反転することにより１段目のクリック感触が得られ、更に押圧することにより、上側に配置された２段目スイッチ用の第２の可動接点が反転することにより２段目のクリック感触が得られるので、明瞭な操作フィーリングを持った２段スイッチ操作が可能となる。

また、第１の可動接点の開口部を、円形状の貫通孔で形成し、貫通孔の周縁部に沿って第２の可動接点の外周縁部を重合させたことから、押圧時の圧力が貫通孔の周縁部に沿って均一に伝わるので、確実な反転動作が得られる。
また、カバーシートの下面に粘着層を設け、第１の可動接点及び第２の可動接点を一体として剥離可能なように、カバーシートを粘着層により剥離シートに保持したことから、可動接点付シートの搬送や組立て作業における取り扱いを容易に行なえる。

また、カバーシートには、２段スイッチ用の第１及び第２の可動接点と共に、１段スイッチ用の第３の可動接点を複数個保持したことから、２段スイッチ用の第１及び第２の可動接点と、１段スイッチ用の第３の可動接点を共通のカバーシートに混載でき、スイッチへの組み込みが容易となる。
また、第１乃至第４の解決手段の何れかに記載の可動接点付シートと、第１と第２の可動接点、及び第３の可動接点と接続される複数の固定接点が配設され、これらの固定接点に対応させて可動接点付シートが積層される基台とを備えたことから、可動接点付シートを固定接点が配設された基板上に積層するだけで２段スイッチが得られるので、２段スイッチを備えた入力装置の組立を簡単に行なうことができる。

以下、本発明の可動接点付シート及びこれを用いた入力装置の実施形態を図１乃至図５に示す。図１は本発明の可動接点付シートの分解斜視図、図２は本発明の可動接点付シートの要部断面図、図３は本発明の可動接点付シートの１段目用スイッチの動作状態を示す要部断面図、図４は本発明の可動接点付シートの２段目用スイッチの動作状態を示す要部断面図、図５は本発明の可動接点付シートを使用したシートタイプのスイッチを示す分解斜視図である。

図１及び図２において、可動接点付シートが積層される基台となる回路基板１は、フェノール樹脂等の積層板で平板状に形成されており、この回路基板１の表面には、銅箔などの導電性の金属材料からなる複数の固定接点２が配設されている。この固定接点２は、中央に設けられた円形の第１接点部２ａと、この第１接点部１ａの外周に円環状に設けられた第２接点部２ｂと、更にこの第２接点部２ｂの外周に円環状に設けられた第３接点部２ｃとを有している。これらの第１接点部２ａ乃至第３接点部２ｃは個々に離間して非導通となっており、図示しないリードパターンと回路基板１の裏面で接続されている。

第１の可動接点３は、導電性の金属板で反転可能なドーム状の膨出部を有する円形状に形成されている。また、ドーム状の膨出部の中央には、上下方向に貫通した円形状でやや大きめの貫通孔からなる開口部３ａが設けられている。また、ドーム状の膨出部には、前記固定接点２の第２接点部２ｂと接続される環状頂部３ｂを有しており、外円部には前記第３接点部２ｃと接続される外周縁部３ｃを有している。
この第１の可動接点３が前記回路基板１上に配設される際には、外周縁部３ｃが前記第３接点部２ｃと常時接触した状態で載置され、環状頂部３ｂ下面が前記第２接点部２ｂと一定の空隙を持って対向して配置されるものとなる。

第２の可動接点４は、導電性の金属板で、前記第１の可動接点３よりも一回り小さな反転可能なドーム状の膨出部を有する円形状に形成されており、前記第１の可動接点３の上面側に配置されるものとなっている。この第２の可動接点４は、前記固定接点２の第１接点部２ａと接続される中央頂部４ａと、前記第１の可動接点３と接続される外周縁部４ｂとを有している。
この第２の可動接点４が前記回路基板１上に配設される際には、外周縁部４ｂが前記第１の可動接点３の開口部３ａの上面周縁部と常時接触した状態で載置され、中央頂部４ａ下面に設けられた突起４ｃが前記固定接点２の第１接点部２ａと一定の空隙を持って対向して配置されるものとなる。

カバーシート５は、ポリイミド等からなるフィルム状の絶縁材から形成されている。また、カバーシート５の下面側には一面に粘着層（図示せず）が形成されており、この粘着層に前記第２の可動接点４のドーム部の上面側が貼着されて、カバーシート５に第２の可動接点４が一体化されている。また、カバーシート５には、前記第２の可動接点４の下側に配置された前記第１の可動接点３も一体に貼着されており、第１の可動接点３の開口部３ａの上面周縁部に第２の可動接点４の外周縁部４ｂが常時接触した状態で、第２の可動接点４が第１の可動接点３の上方に重合され載置されて、前記カバーシート５に粘着層によって一体的に貼着されたものとなっている。

本発明の可動接点付シートは、上記した構成となっており、２段スイッチの下側に配置される前記第１の可動接点３のドーム状の膨出部の中央に円形状の貫通孔からなる開口部３ａを設けて、この開口部３ａの上面周縁部に沿って、上側に配置される前記第２の可動接点４の外周縁部４ｂを重合させて載置すると共に、前記第２の可動接点４の中央頂部４ａ下面の突起４ｃが前記開口部３ａを通して下方へ移動可能なように、前記第１及び第２の可動接点３、４を前記カバーシート５の粘着層によって貼着して保持させることにより可動接点付シートとしてシート状に一体化させたものとなっている。
尚、第１の可動接点３の開口部３ａよりも第２の可動接点４の外周縁部４ｂは大径に形成されており、両部材が共にカバーシート５の粘着層で保持されているので、第２の可動接点４が脱落することはない。また、開口部３ａの先端をやや上向きに折り曲げておくことで、第１の可動接点３の押圧位置がばらついても、第２の可動接点上での位置ずれを防止するようにしても良い。

尚、図示はしないが、前記カバーシート５の下面に形成した粘着層を利用して、前記第１の可動接点３及び第２の可動接点４を一体として剥離可能なように、前記カバーシート５に形成した粘着層により剥離シート（図示せず）に貼着することで保持するようにしても良い。このようにすれば、可動接点付シートの搬送や組立て作業における取り扱いを容易に行なえるものとなる。

次に、図３及び図４を用いて上記構成の可動接点付シートの動作を説明する。
まず、初期状態（図２参照）においては、回路基板１に設けられた固定接点２は、第３接点部２ｃが第１の可動接点３の外周縁部３ｃと接続されているが、第２接点部２ｂが第１の可動接点３の環状頂部３ｂとは離間しており、下側の１段スイッチ用の接点部はオフ状態となっている。
また、この時、第２の可動接点４は第１の可動接点３を介して外周縁部４ｂが第３接点部２ｃと接続されているが、第２の可動接点４の中央頂部４ａの下面の突起４ｃが第１接点部２ａとは離間しており、上側の２段スイッチ用の接点部もオフ状態となっている。

この状態から、図３に示すように、可動接点付シートが押圧（カバーシート５の上面側が押圧）されると、第２の可動接点４が下方へ押され、外周周縁４ｂが第１の可動接点３の環状頂部３ｂの上面周縁部を押圧することとなり、この押圧により環状頂部３ｂが下方へ反転して、環状頂部３ｂの下面が、下側に配置された固定接点２の第２接点部２ｂに当接する。この当接により、固定接点２の第２の接点部２ｂと第３の接点部２ｃとが第１の可動接点３を介して接続されるものとなり、下側の１段スイッチ用の接点部がオン状態となる。

尚、この場合、第１の可動接点３の膨出部の反転力は、第２の可動接点４の膨出部の反転力に比較して小さくなるように形成されており、可動接点付シートが押圧された時には、第２の可動接点４が反転する前に第１の可動接点３が反転するように形成されており、例えば、各可動接点の外形や使用する金属板の板厚等を考慮して互いのばね応力が設定されている。
また、第１の可動接点３の開口部３ａを、円形状の貫通孔で形成し、この貫通孔の周縁部に沿って第２の可動接点４の外周縁部４ｂを重合させるようにしたため、押圧時の圧力が開口部３ａの上面周縁部に沿って均一に伝わるので、確実な反転動作が得られるものとなる。

次に、図４に示すように、更に可動接点付シートが押圧されると、第１の可動接点３が反転した状態のまま、第２の可動接点４の中央頂部４ａが下方へ押圧され、今度は第２の可動接点４の膨出部が下方へ反転して、中央頂部４ａの下面の突起４ｃが第１の固定接点３の開口部３ａを通して、下方に対向して配設された固定接点２の第１接点部２ａと当接する。この当接により、固定接点２の第１の接点部２ａと第２の接点部２ｂとが第１の可動接点３及び第２の可動接点４を介して接続されるものとなり、上側の２段スイッチ用の接点部もオン状態となる。

この時、固定接点２は、第１の可動接点３及び第２の可動接点４を介して、第１接点部２ａと第２接点部２ｂと第３接点部２ｃとが互いに電気的に接続されるものとなっている。
このように、第１及び第２の可動接点３、４が一体に貼着された上記構成の可動接点付シートを、固定接点２が配設された回路基板１上に、第１及び第２の可動接点３、４と固定接点２とを対向させて積層するだけで所望の２段スイッチを得ることができるので、２段スイッチを備えた入力装置の組立を簡単に行なうことができるものとなっている。
また、第１及び第２の可動接点３、４の両方に反転可能なドーム状の膨出部を設けたので、１段目及び２段目スイッチの操作時にそれぞれにクリック感触が得られ、明瞭な操作フィーリングを得ることができるものとなっている。

尚、上記実施例では、基台としての前記回路基板１をフェノール樹脂積層板等からなる平板状の基板で形成して表面に導電性の銅箔等の金属材料を配設するようにしたが、これに限らず、合成樹脂等の絶縁材で平板状あるいは箱型のハウジング状に形成しても良く、この場合には、前記固定端子２を導電性の金属板で形成して、金属板表面が内底面に表出するようにインサート成形などの方法で一体に埋設して接点部を形成するようにしても良い。

図５は、上記構成の可動接点付シートを使用したシートタイプのスイッチを示している。
図において、回路基板１１はやや大きめの長方形に形成され、この回路基板１１には複数の固定接点が配設されている。この固定接点は、１段スイッチ用の固定接点１２、及び２段スイッチ用の固定接点１３とが混載された状態で形成されている。本実施例においては、中央の１箇所のみに２段スイッチ用の固定接点１３が形成されており、他は全て１段スイッチ用の固定接点１２が形成されている。

カバーシート１４は同じくやや大きめの長方形に形成され、このカバーシート１４の下面側には一面に粘着層（図示せず）が形成されている。このカバーシート１４の中央の裏側には、粘着層によって第１及び第２の可動接点３、４が貼着されており、この第１の可動接点３の環状頂部３ｂの周縁部の上面側に、第２の可動接点４の外周縁部４ｂの下面側が重合され、第２の可動接点４の中央頂部４ａ下面の突起４ｃが第１の可動接点３の開口部３ａから臨んだ状態で一体に取り付けられている。また、カバーシート１４の裏側には前記固定接点１２に対向して複数の１段スイッチ用の第３の可動接点１５が貼着されている。この第３の可動接点１５は導電性の金属板で中央がドーム状の膨出部を有する円形状に形成されており、第１の可動接点３の外形よりやや小さく形成されている。

そして、中央に配設された第１及び第２の可動接点３、４と固定接点１３によって、２段スイッチ操作が可能な２段スイッチが形成され、その周辺に配置された複数の第３の可動接点１５と固定接点１２によって、１段スイッチ操作が可能な１段スイッチが形成されるものとなっている。

尚、上記構成では、２段スイッチの一部を形成する第１及び第２の可動接点３、４を、カバーシート１４の中央にのみ形成するようにしたが、適宜、カバーシート１４の所望の箇所に第１及び第２の可動接点３、４を貼着するようにして２段スイッチを複数個設けるようにしても良い。

また、１段スイッチ操作が可能な１段スイッチには、第１の可動接点３よりも外形が一回り小さな円形の第３の可動接点１５を設けるようしたが、これに限らず、第１の可動接点３と同様な大きさの可動接点を用いるようにしても良く、外形も楕円状に形成しても良い。

このように、カバーシート１４には、２段スイッチ用の第１及び第２の可動接点３、４と共に、１段スイッチ用の第３の可動接点１５を複数個保持したことから、２段スイッチ用の第１及び第２の可動接点３、４と、１段スイッチ用の第３の可動接点１５を共通のカバーシート１４に混載できるので、シートタイプのスイッチの組み込みが容易に行なえるものとなっている。
また、１段スイッチ用の第３の可動接点１５と、２段スイッチ用の第１及び第２の可動接点３、４とを同一のカバーシート１４で一体に保持するようにしたので、操作フィーリングを均一化できると共に、可動接点付シートの厚みが増すことによる操作フィーリングの劣化を防止できるものとなっている。

上記した本発明の実施例によれば、第１の可動接点３のドーム状の膨出部の中央に、上下に貫通した開口部３ａを設け、この開口部３ａの上面周縁部に第２の可動接点４の外周縁部４ｂを重合させて載置すると共に、第２の可動接点４の中央頂部４ａ下面の突起４ｃが、前記開口部３ａを通して下方へ移動可能なように、第１及び第２の可動接点３、４を一枚のカバーシート５、１４に保持したことから、可動接点付シートの押圧操作時には、下側に配置された１段目スイッチ用の第１の可動接点３は、第２の可動接点４の外周縁部４ｂにより、前記開口部３ａの環状頂部３ｂの上面周縁部が押圧され、この押圧によって前記開口部３ａを有する膨出部が反転することにより１段目のクリック感触が得られるものとなり、更に押圧されることにより、上側に配置された２段目スイッチ用の第２の可動接点４が反転することにより２段目のクリック感触が得られるので、明瞭な操作フィーリングを持った２段スイッチ操作が可能な可動接点付シートを提供できるものとなっている。
また、一枚の共通のカバーシート５、１４に、上側及び下側の第１及び第２の可動接点３、４を一体的に保持できるので、スイッチの組立が容易に行なえるものとなっている。

本発明の可動接点付シートを示す分解斜視図である。 本発明の可動接点付シートを示す要部断面図である。 本発明の可動接点付シートの１段目用スイッチの動作状態を示す要部断面図である。 本発明の可動接点付シートの２段目用スイッチの動作状態を示す要部断面図である。 本発明の可動接点付シートを使用したシートタイプのスイッチを示す分解斜視図である。 従来の２段スイッチを示す分解斜視図である。 従来の図６のＸ−Ｘ線における断面図である。 従来の接点パターンを示す要部上面図である。

符号の説明

１：回路基板（基台）
２：固定接点
２ａ：第１接点部
２ｂ：第２接点部
２ｃ：第３接点部
３：第１の可動接点
３ａ：開口部
３ｂ：環状頂部
３ｃ：外周縁部
４：第２の可動接点
４ａ：中央頂部
４ｂ：外周縁部
４ｃ：突起
５：カバーシート
１１：回路基板
１２：固定接点
１３：固定接点
１４：カバーシート
１５：第３の可動接点

Claims (5)

1. 反転可能なドーム状の膨出部を有する第１の可動接点と、この第１の可動接点よりも一回り小さな反転可能なドーム状の膨出部を有し、前記第１の可動接点の上方に配置される第２の可動接点と、前記第１及び第２の可動接点の上面側に配置されると共に、前記第１及び第２の可動接点を下面側に保持するカバーシートとを備え、前記第１の可動接点のドーム状の膨出部の中央に貫通した開口部を設け、この開口部の上面周縁部に前記第２の可動接点の外周縁部を重合させて載置すると共に、前記第２の可動接点の中央頂部下面が前記開口部を通して下方へ移動可能なように、前記第１及び第２の可動接点を前記カバーシートに保持したことを特徴とする可動接点付シート。
2. 前記第１の可動接点の開口部を、円形状の貫通孔で形成し、この貫通孔の周縁部に沿って前記第２の可動接点の外周縁部を重合させたことを特徴とする請求項１記載の可動接点付シート。
3. 前記カバーシートの下面に粘着層を設け、前記第１の可動接点及び第２の可動接点を一体として剥離可能なように、前記カバーシートを前記粘着層により剥離シートに保持したことを特徴とする請求項１、又は２記載の可動接点付シート。
4. 前記カバーシートには、２段スイッチ用の前記第１及び第２の可動接点と共に、１段スイッチ用の第３の可動接点を複数個保持したことを特徴とする請求項３記載の可動接点付シート。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の可動接点付シートと、前記第１と第２の可動接点、及び前記第３の可動接点と接続される複数の固定接点が配設され、これらの固定接点に対応させて前記可動接点付シートが積層される基台とを備えたことを特徴とする入力装置。
   

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