JP2007018887A - シートスイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現する。
【解決手段】ユーザ50によって「スイッチ部」が押下されて窪むことにより接点電極13と対向電極23とが接触して導通するシートスイッチにおいて、支持体41は、「スイッチ部」を介した押下による荷重により弾性変形する弾性材により構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】ユーザ50によって「スイッチ部」が押下されて窪むことにより接点電極13と対向電極23とが接触して導通するシートスイッチにおいて、支持体41は、「スイッチ部」を介した押下による荷重により弾性変形する弾性材により構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、電気機器の操作部分に使用されるシートスイッチに関する。
薄くて軽いスイッチとしてシートスイッチが知られている(特許文献1〜3)。シートスイッチは、2枚の薄いシートにより構成されるスイッチである。この2枚の薄いシートは、各々に電極が形成され、電極同士が対向するよう配置されている。そして、シートスイッチは、2枚の薄いシートのうち、一方がPETシートで、他方がプリント基板等により構成され、一方のシート(PETシート)が押下されることにより、電極同士が接触して導通する。このようなシートスイッチは、(携帯電話やPDA等の)携帯端末、キーボード、家電機器、防水機器、医療機器、工作機械等のあらゆる電気機器に使われ、その省スペース化等に寄与している。
ここで、一般的なシートスイッチ(例えば、特許文献4に記載されているシートスイッチ)を、図5を用いて説明する。図5(a)は、シートスイッチ5が押下される前の状態を表す図である。また、図5(b)は、シートスイッチ5が押下された状態を表す図である。
表面シート11は、表面側から押下されたときに窪む「スイッチ部(表面側にドーム形状に突出した部位)」を有している。この表面シート11の「スイッチ部」の裏面には、接点電極13が配置されている。対向シート25は、その表面側に対向電極27を有している(対向電極27は、接点電極13に対向して配置されている)。この対向シート25は、プリント基板等により構成されている。表面シート11と対向シート25との間には、スペーサ31が設けられている。対向シート25は、その裏面側から支持体61により支持されている。そして、シートスイッチ5は、ユーザ50により、表面シート11の「スイッチ部」が押下されることにより、表面シート11の「スイッチ部」が窪み、接点電極13と対向電極27とが接触して導通する。
図5に示すような一般的なシートスイッチ5は、特許文献4に指摘されているように、(イ)スイッチ操作時におけるストローク寸法を充分に確保できずユーザ50にスイッチが押されたことを認識させにくい、(ロ)スイッチ操作時の操作荷重(いわゆるフィーリング)が「スイッチ部」の形状に依存してしまいその変更が困難である、という課題がある。このような課題に対して、特許文献4では、図6に示すシートスイッチ6を提案している。
図6に示すシートスイッチ6は、第2スペーサ73により支持されたシート75が押下されると、弾性材71が(「スイッチ部」よりも先に)弾性変形する。そして、シート75を介して、弾性変形した弾性材71を、さらに押下することにより、表面シート11の「スイッチ部」が窪み、接点電極13と対向電極27とが接触して導通する。図6に示すシートスイッチ6は、弾性材71の厚さ分だけストローク寸法を確保でき、弾性材71の材質に応じてフィーリングを変更することもできる。
しかしながら、特許文献1〜4に記載されたシートスイッチは、(ハ)接点電極13と対向電極27が接触したときに、ユーザ50に対し、いわゆる「底づき感」を与えてしまう、という課題がある。この「底づき感」とは、硬い又は硬くなった状態のものを押したユーザ50に「硬い(痛い)」と知覚され、ユーザ50に不快感を与える。
また、前述した特許文献1〜4に記載されたシートスイッチのように「スイッチ部」がドーム形状のものは、ユーザ50に対して、より「底づき感」を与えやすい構造である(例えば、特許文献4等に記載されているように、「スイッチ部」がドーム形状の場合、その「スイッチ部」がフラットになると弱い力でもストロークが伸びる。しかし、(大抵の)ユーザ50は、「スイッチ部」がフラットになっても「スイッチ部」がフラットになるまでの強い力のまま「スイッチ部」を押下する。このため、「スイッチ部」がドーム形状のものは、ユーザ50に対して、より「底づき感」を与えやすい構造である)。
さらに、特許文献4に記載されたシートスイッチは、(ニ)弾性材71の厚みの分だけシートスイッチ全体の厚みが増すため全体的にその寸法が大きくなる、という課題がある。このような寸法の大きなシートスイッチは、「薄くて軽いスイッチ」というシートスイッチ本来の特長を希釈化させてしまう。
本発明の目的は、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現することにある。
本発明は、表面側から押下したときに窪むスイッチ部と、スイッチ部の裏面に配置された接点電極と、を有する表面シートと、表面側に接点電極に対向して配置された対向電極を有する対向シートと、対向シートの裏面側から対向シートを支持する支持体と、を備え、スイッチ部が押下されて窪むことにより接点電極と対向電極とが接触して導通するシートスイッチであって、前記支持体は、スイッチ部を介した押下による荷重により弾性変形する弾性材により構成されることを特徴とする。
また、前記対向シートは、スイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることが望ましい。
また、前記スイッチ部は、表面側にドーム形状に突出していることが望ましい。
また、前記支持体は、対向電極の中心に近いほどその厚みが薄いことが望ましい。
また本発明は、表面側から押下したときに窪むスイッチ部と、スイッチ部の裏面に配置された接点電極と、を有する表面シートと、表面側に接点電極に対向して離れて配置された対向電極を有する対向シートと、対向シートの裏面側から対向シートを支持する支持体と、を備え、スイッチ部が押下されて窪むことにより接点電極と対向電極とが接触して導通するシートスイッチであって、前記支持体は、前記対向電極の裏側に空洞を有し、前記対向シートは、スイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることを特徴とする。
本発明によれば、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現することができる。
以下、本実施形態に係るシートスイッチについて、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るシートスイッチの構成を表す図である。また、図2は、本発明の第1の実施形態に係るシートスイッチのF−S曲線(力対ストローク曲線)を表す図である。また、図3は、本発明の第2の実施形態に係るシートスイッチの構成を表す図である。また、図4は、本発明の第3の実施形態に係るシートスイッチの構成を表す図である。なお、従来のシートスイッチと同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
「第1の実施形態」
本発明の第1の実施形態に係るシートスイッチ1について、図1及び図2を用いて説明する。図1に示すシートスイッチ1は、支持体41が弾性材により構成されている。この支持体41を構成する弾性材は、ユーザ50により表面シート11の「スイッチ部」を介して押下された荷重により弾性変形する。このような支持体41を構成する弾性材としては、例えば、シリコンゴム等の合成ゴムがある。
本発明の第1の実施形態に係るシートスイッチ1について、図1及び図2を用いて説明する。図1に示すシートスイッチ1は、支持体41が弾性材により構成されている。この支持体41を構成する弾性材は、ユーザ50により表面シート11の「スイッチ部」を介して押下された荷重により弾性変形する。このような支持体41を構成する弾性材としては、例えば、シリコンゴム等の合成ゴムがある。
このように、支持体41がユーザ50により表面シート11の「スイッチ部」を介して押下された荷重により弾性変形する弾性材により構成されることにより、本実施形態に示すシートスイッチ1は、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならない。なお、これについては後述にて詳細に説明する。
また、対向シート21は、「スイッチ部」を介した押下により(支持体41と共に)窪む素材により構成されている。このような素材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)といった合成樹脂(表面シート11と同様な素材)等がある。さらに、対向電極23は導電性インクにより構成されている(これにより、対向電極23は、接点電極13と同様に、対向シート21が窪むことによる「曲げ」に強くなる)。
次に、本実施形態に係るシートスイッチ1の動作について説明する。ユーザ50が、図1(a)に示すシートスイッチ1の表面シート11の「スイッチ部」を押下することにより、表面シート11の「スイッチ部」が窪む。そして、ユーザ50がさらに表面シート11の「スイッチ部」を押下することにより、図1(b)に示すように、「スイッチ部」が反転し接点電極13と対向電極23とが接触して導通する(「スイッチ部」が反転するとき、ユーザ50は「クリック感」を得る)。
このとき、ユーザ50が表面シート11の「スイッチ部」をさらに押下すると、図1(b)に示すように、支持体41が(対向シート21と共に)弾性変形するためストロークがさらに伸びる。このため、本実施形態に示すシートスイッチ1は、支持体41の変形分だけストローク寸法を確保することができる。このように、本実施形態に係るシートスイッチ1は、「スイッチ部」が押下されたときのストローク寸法が充分に確保できるため、ユーザ50にスイッチが押された事をより認識させやすく、その操作性が向上する。
また、シートスイッチ1は、その支持体41を構成する弾性材を、前述したシリコンゴムの他に、エストラマ等の合成ゴムで構成しても良い。本実施形態に係るシートスイッチ1は、支持体41を任意の弾性材で構成することにより、そのフィーリングを自由に変更することができる。
前述したように、シートスイッチ1は、接点電極13と対向電極23とが接触して導通してから、「スイッチ部」がさらに押下されると支持体41が弾性変形する。このため、シートスイッチ1は、ユーザ50に与える「底づき感」を解消することができる。前述したように、「底づき感」とは、硬い又は硬くなった状態のものを押したユーザ50に「硬い(痛い)」と知覚される感覚である。このため、「底づき感」が解消されたシートスイッチ1は、ユーザ50に与える不快感が軽減する。
さらに、図1に示すシートスイッチ1は、図5に示した従来のシートスイッチ5と寸法が同程度である。このため、図1に示すシートスイッチは、ストロークを確保し、フィーリング変更の自由度が増し、「底づき感」を解消しているにも係らず、図6に示した従来のシートスイッチ6に比べて、その寸法が大きくならない。
前述したように、対向シート21は、「スイッチ部」を介した押下により窪む素材により構成されている。このため、図1(b)に示すように、シートスイッチ1は、表面シート11の「スイッチ部」を押下したユーザ50を「吸い込むように」窪み、ユーザ50により好まれ易い「指が吸い込まれるような感覚」を与えることができる。
また、前述したように、「スイッチ部」がドーム形状のシートスイッチは、ユーザ50に対してより「底づき感」を与えやすい。このような、その構造上「底づき感」を与えやすいドーム形状の「スイッチ部」を有するシートスイッチ1において、その支持体41を弾性材で構成することは、平面形状の「スイッチ部」のときに比べ、より効果的である。
次に、図2を用いて、従来の(図6に示した)シートスイッチ6と、本実施形態に係るシートスイッチ1と、の特性を比較する。図2は、縦軸が荷重される力(F)を表し、横軸がストローク(S)を表したF−S曲線である。シートスイッチ6は、ユーザ50によってシート75が押下されると、(0)b0点までは弾性材71の弾性変形により弱い力でもストロークが伸び、(1)弾性材71が圧縮され弾性変形しなくなると表面シート11の「スイッチ部」が窪みb1点でフラットになり、(2)さらなる押下によりb2点で接点電極13と対向電極27とが接触して導通し、(3)そして、表面シート11がb3点まで多少変形した後に、b3点以降で力を加えてもストロークが伸びなくなり、ユーザ50に対して「底づき感」を与える。従って、シートスイッチ6は、接点電極13と対向電極27とが接触してからユーザ50に対して「底づき感」を与えるまでのストロークに余裕が無く、ユーザ50が「底づき感」を感じやすい。
一方、本実施形態に係るシートスイッチ1は、ユーザ50によって表面シート11の「スイッチ部」が押下されると、(1)表面シート11の「スイッチ部」が窪みa1点でフラットになり、(2)さらなる押下によりa2点で接点電極13と対向電極23とが接触して導通する。前述したように、支持体41は弾性材により構成されている。このため、(3)表面シート11がa3点まで多少変形した後に、(4)さらなる押下をしても支持体41がa4点まで弾性変形する(そして、支持体41が圧縮され弾性変形しなくなるとユーザ50に対して「底づき感」を与える)。従って、本実施形態に係るシートスイッチ1は、(シートスイッチ6に比べて)接点電極13と対向電極23とが接触してから「底づき感」をユーザ50に与えるまでのストロークに余裕があり、ユーザ50が「底づき感」を感じにくい。また、図2に示すように、本実施形態に係るシートスイッチ1は、従来のシートスイッチ6と、そのストローク寸法を同程度確保することができる。
以上説明したように、本実施形態に係るシートスイッチは、支持体が、スイッチ部を介した押下による荷重により弾性変形する弾性材により構成されることにより、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現することができる。なお、支持体は、(シートスイッチが取り付けられる)被取り付け部材と一体でも良いし、被取り付け部材と別体であっても良い。また、支持体は、その全てが弾性材により構成されていても良いし、ユーザにより(「スイッチ部」等を介して)押下される部位のみが弾性材により構成されていても良い。また、支持体を構成する弾性材は、前述したようなものの他に、照明導光体により構成されていても良く、前述したような導通により発光する発光素子と組み合わせることにより、よりユーザに対してスイッチを押した事を認識させ易いシートスイッチを構成することもできる。
また、本実施形態に係るシートスイッチは、対向シートが、スイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることにより、「スイッチ部」を押下したユーザを「吸い込むように」窪み、ユーザにより好まれ易い「指が吸い込まれるような感覚」を与えることができる。また、この対向シートは、支持体と一体の部材であっても良い。
さらに、本実施形態に係るシートスイッチは、ユーザにより「底づき感」を与えやすい表面側にドーム形状に突出している「スイッチ部」を有するシートスイッチに適用することにより、より効果的に「底づき感」の解消に貢献する。
「第2の実施形態」
次に、本発明の第2の実施形態に係るシートスイッチ2について、図3を用いて説明する。図3(a)及び(b)に示すシートスイッチ2は、支持体43が対向電極23の中心に近いほどその厚みが薄くなっている。これにより、第2の実施形態に係るシートスイッチ2は、(例えば低コスト化等の理由により)支持体43に所定の弾性力が得られない弾性材を用いた場合においても、支持体43を対向電極23の中心に近いほどその厚みを薄くし、その厚みにより所定の弾性力を得ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るシートスイッチ2について、図3を用いて説明する。図3(a)及び(b)に示すシートスイッチ2は、支持体43が対向電極23の中心に近いほどその厚みが薄くなっている。これにより、第2の実施形態に係るシートスイッチ2は、(例えば低コスト化等の理由により)支持体43に所定の弾性力が得られない弾性材を用いた場合においても、支持体43を対向電極23の中心に近いほどその厚みを薄くし、その厚みにより所定の弾性力を得ることができる。
このように、本実施形態に係るシートスイッチは、支持体が、対向電極の中心に近いほどその厚みが薄くなっていることにより、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現することができる。
「第3の実施形態」
次に、本発明の第3の実施形態に係るシートスイッチ3について図4を用いて説明する。図4(a)及び(b)に示すシートスイッチ3は、支持体45が、対向電極23の裏側に空洞を有している(なお、空洞は、表面シート11の「スイッチ部」の形状に合わせるのが望ましい(例えば、円柱状の空洞等))。
次に、本発明の第3の実施形態に係るシートスイッチ3について図4を用いて説明する。図4(a)及び(b)に示すシートスイッチ3は、支持体45が、対向電極23の裏側に空洞を有している(なお、空洞は、表面シート11の「スイッチ部」の形状に合わせるのが望ましい(例えば、円柱状の空洞等))。
また、対向シート21は、表面シート11の「スイッチ部」を介した押下により窪む素材により構成されている。このような素材としては、例えば、前述したようなポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)といった合成樹脂等がある(このような合成樹脂には、「スイッチ部」を介した押下による荷重により弾性変形する特性もある。また、支持体45が、対向電極23の裏側に空洞を有している分、対向シート21は、弱い荷重でも窪む。さらに、対向シート21の厚みや素材によりフィーリング変更も容易である)。さらに、対向電極23は導電性インクにより構成されている(これにより、対向電極23は、接点電極13と同様に、対向シート21が窪むことによる「曲げ」に強くなる)。
このように、本実施形態に係るシートスイッチは、支持体が対向電極の裏側に空洞を有し、対向シートがスイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることにより、(イ)ストローク寸法を充分に確保し(ロ)フィーリング変更を容易にし(ハ)「底づき感」を解消すると共に(ニ)寸法が大きくならないシートスイッチを実現することができる。なお、支持体は弾性材であることが望ましい。
1,2,3,5,6 シートスイッチ、11 表面シート、13 接点電極、21,25 対向シート、23,27 対向電極、31 スペーサ、41,43,45,61 支持体、50 ユーザ、71 弾性材、73 スペーサ、75シート。
Claims (5)
- 表面側から押下したときに窪むスイッチ部と、スイッチ部の裏面に配置された接点電極と、を有する表面シートと、
表面側に接点電極に対向して配置された対向電極を有する対向シートと、
対向シートの裏面側から対向シートを支持する支持体と、
を備え、
スイッチ部が押下されて窪むことにより接点電極と対向電極とが接触して導通するシートスイッチであって、
前記支持体は、スイッチ部を介した押下による荷重により弾性変形する弾性材により構成されることを特徴とするシートスイッチ。 - 請求項1記載のシートスイッチであって、
前記対向シートは、スイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることを特徴とするシートスイッチ。 - 請求項1又は2に記載のシートスイッチであって、
前記スイッチ部は、表面側にドーム形状に突出していることを特徴とするシートスイッチ。 - 請求項1から3のいずれか1に記載のシートスイッチであって、
前記支持体は、対向電極の中心に近いほどその厚みが薄いことを特徴とするシートスイッチ。 - 表面側から押下したときに窪むスイッチ部と、スイッチ部の裏面に配置された接点電極と、を有する表面シートと、
表面側に接点電極に対向して離れて配置された対向電極を有する対向シートと、
対向シートの裏面側から対向シートを支持する支持体と、
を備え、
スイッチ部が押下されて窪むことにより接点電極と対向電極とが接触して導通するシートスイッチであって、
前記支持体は、前記対向電極の裏側に空洞を有し、
前記対向シートは、スイッチ部を介した押下により窪む素材により構成されることを特徴とするシートスイッチ。
Priority Applications (1)
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JP2005199520A JP2007018887A (ja) | 2005-07-08 | 2005-07-08 | シートスイッチ |
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Family Applications (1)
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2005
- 2005-07-08 JP JP2005199520A patent/JP2007018887A/ja active Pending
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