JP2006202732A

JP2006202732A - メンブレンスイッチ

Info

Publication number: JP2006202732A
Application number: JP2005358570A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takiguchi; 毅瀧口; Tadanao Matsumoto; 忠直松本; Naoki Iwao; 直樹岩尾; Osamu Hirata; 修平田; Daisuke Hiraoka; 大介平岡
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】小さな押圧荷重でスイッチを開閉することができるメンブレンスイッチを提供する。
【解決手段】第１シート３の一面に固定接点４を形成し、第１シート３の一面に対向する第２シート６の一面に、空間を介して固定接点４に接離可能に対向する可撓性可動接点７を形成し、可撓性可動接点上であってその押圧部を除く位置に絶縁体を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明はメンブレンスイッチに関し、特に小さな押圧力でスイッチをオンにすることが可能なメンブレンスイッチに関する。

従来、下部フィルムと下部電極と上部フィルムと上部電極とスペーサフィルムとを備えるメンブレンスイッチが知られている（下記特許文献１参照）。

下部フィルムの上面に複数の下部電極が一定間隔で形成されている。

上部フィルムはスペーサフィルムを介して下部フィルムに対向する。

上部フィルムの下面に複数の上部電極が一定間隔で形成されている。

上部フィルムと下部フィルムとの間に介在するスペーサフィルムには複数の透孔が形成されている。各透孔には、対向する１組の下部電極と上部電極とが収容される。

このメンブレンスイッチでは、上部フィルムの押圧部分を押すと、上部電極が下部電極に接触し、スイッチがオンになる。

上部フィルムの押圧部分の大きさは上部電極よりも大きい。下部電極と上部電極との間隔は、メンブレンスイッチを曲げたときに下部電極と上部電極とが誤って接触するのを避けるために、比較的大きい。
特開平５−２１７４６３号公報（段落０００２〜００１０、図３参照）

上述のメンブレンスイッチでは、上部電極を下部電極に接触させるために、指先で小さい押圧部を押して押圧部を大きく撓ませなければならないので、大きな押圧荷重を必要とする。このため、操作性が悪かった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は小さな押圧荷重でオンオフすることができるメンブレンスイッチを提供することである。

前述の課題を解決するため請求項１の発明のメンブレンスイッチは、第１シートと、前記第１シートの一面に形成された固定接点と、前記第１シートの一面に対向する第２シートと、前記第２シートの一面に形成され、空間を介して前記固定接点に接離可能に対向する可撓性可動接点と、前記可撓性可動接点上であってその押圧部を除く位置又はその位置に対向する前記固定接点上の位置に設けられた絶縁体とを備えていることを特徴とする。

上述のように可撓性可動接点上であってその押圧部を除く位置又はその位置に対向する固定接点上の位置に絶縁体が設けられているので、可撓性可動接点と固定接点との間の絶縁のために、可撓性可動接点と固定接点との間隔を大きくする必要がない。

請求項２の発明は、請求項１記載のメンブレンスイッチにおいて、前記絶縁体が印刷によって形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のメンブレンスイッチにおいて、前記絶縁体の厚さが７０μｍ以下であることを特徴とする。

以上説明したように本願発明のメンブレンスイッチによれば、誤動作が殆どなく小さな押圧荷重でオンオフすることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係るメンブレンスイッチの斜視図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図１に示すメンブレンスイッチの操作部の分解斜視図、図４は図３に示す第２シートを裏返した状態の斜視図である。

図１〜図３に示すように、このメンブレンスイッチは第１シート３と固定接点４と第２シート６と可撓性可動接点７と絶縁体９とスペーサ１１とを備えている。

第１シート３の材料としては、例えば、ＰＥＴシートが適する。第１シート３の上面（一面）には共通導電路３３が形成されている。共通導電路３３の一端は固定接点４に接続され、他端はスペーサ１１に形成された図示しないビア若しくはスルーホールを介して後述する共通電極６３に接続されている。

固定接点４は第１シート３の上面に形成されている。固定接点４の材料としては例えばカーボンが適する。固定接点４及び共通導電路３３は印刷により形成されている。

第２シート６は第１シート３に対向する。第２シート６はテール部６２を有する。第２シート６の材料としては例えばＰＥＴシートが適する。第２シート６の下面（一面）の一側縁には共通電極６３が形成されている。共通電極６３の一端は共通電極３３に連結され、他端はテール部６２の末端に達している。また、第２シート６の下面には３つの信号用導電路６４が形成されている。信号用導電路６４の一端は可撓性可動接点７に接続され、他端はテール部６２の末端に達している。テール部６２は図示しない装置に接続される。

３つの可撓性可動接点７は第２シート６の下面に等間隔で形成されている。可撓性可動接点７はギャップ（空間）Ｇを介して固定接触点４に接離可能に対向する。可撓性可動接点７の材料としては例えばカーボンが適する。可撓性可動接点７、共通導電路６３及び信号用導電路６４は印刷により形成される。

図４に示すように、各可撓性可動接点７上の押圧部７１を除く位置に２つの絶縁体９が形成されている。絶縁体９は印刷によりに形成される。絶縁体９の厚さは５０μｍである。絶縁体９の材料としては例えばフォトレジストに用いられるレジストが適する。

図２、図３に示すように、スペーサ１１は第１シート３と第２シート６との間に介在し、固定接点４と可撓性可動接点７との間隔をほぼ一定に保つ。スペーサ１１は１つの孔１１１を有する。孔１１１は１つの固定接点４及び３つの可撓性可動接点７を纏めて収容する。スペーサ１１としては例えば両面テープが適する。

絶縁体９を可撓性可動接点７上の中心部を除く位置に形成することによって、絶縁体９の厚みに相当する小さな間隔を介して可撓性可動接点７と固定接点４とを対向させたので、小さな押圧荷重で可撓性可動接点７を撓ませて固定接点４に接触させることができる。他方、絶縁体９が可撓性可動接点７上に形成されているため、メンブレンスイッチ全体が撓んでも、可撓性可動接点７は固定接点４に接触しない。

図５は図１に示すメンブレンスイッチの中央に位置する可撓性可動接点を押圧した状態の断面図、図６は図１に示すメンブレンスイッチの右端に位置する可撓性可動接点を押圧した状態の断面図である。

次に、第１実施形態に係るメンブレンスイッチの動作について説明する。

図５に示すように、第２シート６を介して３つの可撓性可動接点７のうちの中央に位置する可撓性可動接点７を指で押圧すると、第２シート６が撓み、可撓性可動接点７上の絶縁体９が固定接点４に突き当たり、可撓性可動接点７の下降が止まる。このとき、中央の可撓性可動接点７は固定接点４に対してほぼ平行である。

図５に示す状態から更に中央の可撓性可動接点７を押圧すると、その可撓性可動接点７が撓み、その押圧部７１が固定接点４に接触し、スイッチがオンになる。

可撓性可動接点７から指を離すと、可撓性可動接点７及び第２シート６のそれぞれの復元力により、可撓性可動接点７が固定接点４から離れてスイッチがオフになるとともに、絶縁体９が固定接点４から離れる。

図６に示すように、第２シート６を介して右端の可撓性可動接点７を指で押圧して固定接点４に接触させる場合、右端の可撓性可動接点７に設けられた絶縁体９を固定接点４に接触させるために必要な押圧荷重は上述の中央の可撓性可動接点７に設けられた絶縁体９を固定接点４に接触させるために必要な押圧荷重よりも若干大きい。しかし、最終的に可撓性可動接点７を固定接点４に接触させるために必要な押圧荷重は可撓性可動接点９の厚みや大きさ等によって決まるため、可撓性可動接点７の配置位置による押圧荷重のバラツキは殆どない。

図７は図１に示すメンブレンスイッチを曲げたときの状態の断面図である。

次に、メンブレンスイッチが折り曲げられたときの絶縁体の作用について説明する。

図７に示すように、メンブレンスイッチを折り曲げると、第１シート３と第２シート６との間隔が狭まり、中央の可撓性可動接点７が固定接点４の方へ移動する。しかし、可撓性可動接点７上に絶縁体９が設けられているので、絶縁体９は可撓性可動接点７が固定接点４に直接接触するのを防ぐ。この結果、メンブレンスイッチの誤作動を防止することができる。

図８は図１に示すメンブレンスイッチの絶縁体の厚さと押圧荷重との関係を示すグラフである。

図８に示すグラフでは、横軸は絶縁体の厚さ、縦軸は押圧荷重をそれぞれ示す。ハッチングで示す領域は従来のメンブレンスイッチの押圧荷重を示す。

図８中には３種類のドットが示されているが、円形のドットは可撓性可動接点７の直径が２．０ｃｍのメンブレンスイッチのデータを示し、正方形のドットは可撓性可動接点７の直径が２．５ｃｍのメンブレンスイッチのデータを示し、三角形のドットは可撓性可動接点７の直径が３．０ｃｍのメンブレンスイッチのデータを示す。

可撓性可動接点７の直径が異なる３つのメンブレンスイッチについて、絶縁体９の厚さの変化（１０μｍ〜７０μｍ）に対して押圧荷重がどのように変化するかを測定した。

図８に示すように、この実施形態のメンブレンスイッチの操作に要する押圧荷重はいずれも従来のメンブレンスイッチの操作に要する押圧荷重よりも小さかった。

また、図８に示すように、絶縁体９の厚さが薄くなるにしたがって押圧荷重が少なくなることが分かる。

上述のように、第１実施形態によれば、小さな押圧荷重でスイッチをオンすることができる。

また、メンブレンスイッチが折り曲げられたとき等にメンブレンスイッチが誤作動をするのを防ぐことができる。

更に、絶縁体９を可撓性可動接点７上に設けたので、可撓性可動接点７と固定接点４との隙間寸法を精度よく管理することができる。これに対し、絶縁体９を可撓性可動接点７の周縁部から第２シート６にかけて形成した場合や、第２シート６上に形成した場合等、可撓性可動接点７以外の部分に絶縁体９を形成する場合、絶縁体９が第２シート６に形成された導体パターン上に乗ることがある。絶縁体９が導体パターンに乗ると、導体パターンの厚さのために可撓性可動接点７と固定接点４との隙間寸法を精度よく管理することができない。

図９はこの発明の第２実施形態に係るメンブレンスイッチの分解斜視図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

第１実施形態のメンブレンスイッチと共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違部分についてだけ説明する。

第１実施形態のメンブレンスイッチでは絶縁体９を可撓性可動接点７に設けたが、第２実施形態のメンブレンスイッチでは、図９、図１０に示すように、絶縁体２０９を固定接点４に設けた。絶縁体２０９は可撓性可動接点７上の押圧部７１を除く位置に対向する固定接点４の位置に配置されている。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。

図１１はこの発明の第３実施形態にかかるメンブレンスイッチの断面図である。

図１１に示すように、第３実施形態では、第１シート３上に３つの固定接点３０４が設けられ、各固定接点３０４はそれぞれ可撓性可動接点７に対向している。

絶縁体３０９は各固定接点３０４にそれぞれ２つ設けられている。絶縁体３０９は可撓性可動接点７の周縁部に対向する。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。

図１２はこの発明の第４実施形態にかかるメンブレンスイッチの断面図である。

第１の実施形態では、第２シート６に可撓性可動接点７が３つ設けられているが、第４実施形態では、図１２に示すように、第２シート６に可撓性可動接点４０７が１つだけ設けられている。

３つの固定接点４０４は１つの可撓性可動接点４０７に対向する。

絶縁体４０９は固定接点４０４に設けられている。絶縁体４０９の位置は第３実施形態のメンブレンスイッチの絶縁体３０４の位置と同じである。

絶縁体４０９´は可撓性可動接点４０７に設けられている。絶縁体４０９´はその両側にある２つの押圧部４７１が同時に２つの固定接点４０４に接触するのを防止する。

第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られる。

図１３はこの発明の第５実施形態に係るメンブレンスイッチの分解斜視図、図１４は図１３に示す第２シートを裏返した状態の斜視図、図１５は図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図、図１６は図１５に示すＡ部の拡大図である。

第１実施形態では、可撓性可動接点７の周縁部の一部分に絶縁体９が設けられているが、第５実施形態では、図１３〜１６に示すように、可撓性可動接点７の周縁部の全周に絶縁体５０９が設けられている。絶縁体５０９は正方形の開口５９１を有する。

このように、第５実施形態では、絶縁体５０９が可撓性可動接点７の周縁部の全周を覆っているので、上述の実施形態に較べ、曲げに対する絶縁体５０９の絶縁性が高い。このため、第５実施形態では、スペーサ１１を省略してある。この結果、第５実施形態によれば、第２シート６を押圧する必要が無くなるので、更に可撓性可動接点７の押圧荷重を減らすことができる。

図１はこの発明の第１実施形態に係るメンブレンスイッチの斜視図である。図２は図１のII−II線に沿う断面図である。図３は図１に示すメンブレンスイッチの操作部の分解斜視図である。図４は図３に示す第２シートを裏返した状態の斜視図である。図５は図１に示すメンブレンスイッチの中央に位置する可撓性可動接点を押圧した状態の断面図である。図６は図１に示すメンブレンスイッチの右端に位置する可撓性可動接点を押圧した状態の断面図である。図７は図１に示すメンブレンスイッチを曲げたときの状態の断面図である。図８は図１に示すメンブレンスイッチの絶縁体の厚さと押圧荷重との関係を示すグラフである。図９はこの発明の第２実施形態に係るメンブレンスイッチの分解斜視図である。図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１１はこの発明の第３実施形態にかかるメンブレンスイッチの断面図である。図１２はこの発明の第４実施形態にかかるメンブレンスイッチの断面図である。図１３はこの発明の第５実施形態に係るメンブレンスイッチの分解斜視図である。図１４は図１３に示す第２シートを裏返した状態の斜視図である。図１５は図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。図１６は図１５に示すＡ部の拡大図である。

符号の説明

３第１シート
４，３０４固定接点
６第２シート
７，４０７可撓性可動接点
７１，４７１押圧部
９，２０９，３０９，４０９，５０９絶縁体
Ｇギャップ（空間）

Claims

第１シートと、
前記第１シートの一面に形成された固定接点と、
前記第１シートの一面に対向する第２シートと、
前記第２シートの一面に形成され、空間を介して前記固定接点に接離可能に対向する可撓性可動接点と、
前記可撓性可動接点上であってその押圧部を除く位置又はその位置に対向する前記固定接点上の位置に設けられた絶縁体と
を備えていることを特徴とするメンブレンスイッチ。
前記絶縁体が印刷によって形成されたことを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
前記絶縁体の厚さが７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のメンブレンスイッチ。