JP2010015793A

JP2010015793A - Tact switch

Info

Publication number: JP2010015793A
Application number: JP2008174046A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Kashiwagi; 勇造柏木
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-01-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tact switch for achieving various switching functions corresponding to various pushing degrees by an optimal clicking operation and facilitating thinning and manufacturing. <P>SOLUTION: In the tact switch 21 having a substrate 22, a fixed contact 23 formed on the substrate 22, and a movable contact 24 arranged at the upper part of the fixed contact 23, a recessed section 27 is arranged on the substrate 22, and the fixed contact 23 and a pressure-sensitive conductive sensor 28 arranged on the upper surface of the fixed contact 23 are stored in the recessed section 27. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感圧式のスイッチング機能を備えたタクトスイッチに関するものである。 The present invention relates to a tact switch having a pressure-sensitive switching function.

図４は従来の一般的なタクトスイッチ１１の断面構造を示したものである。このタクトスイッチ１１は、中央部に固定接点１３が形成された四角形状の基板１２と、前記固定接点１３上に配置される導電性の板状バネからなる可動接点１４と、スペーサ部材１５を介して前記可動接点１４上を覆うシート材１６とを備えて構成されている。このタクトスイッチ１１は、小型化及び薄型化が進む携帯電話機をはじめとする各種の電子機器のタッチパネルに多く採用されている。 FIG. 4 shows a cross-sectional structure of a conventional general tact switch 11. The tact switch 11 includes a rectangular substrate 12 having a fixed contact 13 formed at the center, a movable contact 14 formed of a conductive plate spring disposed on the fixed contact 13, and a spacer member 15. And a sheet material 16 covering the movable contact 14. The tact switch 11 is widely used in touch panels of various electronic devices including mobile phones that are becoming smaller and thinner.

上記構造のタクトスイッチ１１は、可動接点１４上に配置されているシート材１６を押圧することで単純なオン／オフ機能のみを実現するように構成されている。このような単純なオン／オフ機能以外に２段スイッチングなどの多様なスイッチング機能を付加させるためには、別途感圧導電体を組み込むなどして構成する場合がある。 The tact switch 11 having the above-described structure is configured to realize only a simple on / off function by pressing the sheet material 16 disposed on the movable contact 14. In order to add various switching functions such as two-stage switching in addition to such a simple on / off function, a pressure-sensitive conductor may be separately incorporated.

前記感圧導電体を組み込んだ構成のスイッチの構成例としては、特許文献１に開示されているように、前記感圧導電体を上方向に凸となるように湾曲させたドーム状の可動接点の裏面側に形成している。このような構成にすることで、可動接点を基板側に押圧する際の押圧加減に応じて感圧導電センサの抵抗値が変化するため、多様なスイッチング機能を得ることができる。 As an example of the configuration of the switch including the pressure-sensitive conductor, as disclosed in Patent Document 1, the dome-shaped movable contact in which the pressure-sensitive conductor is curved so as to protrude upward is disclosed. It is formed on the back side. With such a configuration, since the resistance value of the pressure-sensitive conductive sensor changes according to the pressure applied when the movable contact is pressed toward the substrate side, various switching functions can be obtained.

また、特許文献２には、基板上に形成された固定接点上に接触させて配置した厚膜状の感圧導電体を備えたスイッチの構造が開示されている。このスイッチは、前記感圧導電体を直接押圧する力加減や押圧する位置に応じてスイッチング抵抗値やスイッチング方向を変化させるように構成されている。
特開平９−２１３１６８号公報特開２００３−２４２８４９号公報 Patent Document 2 discloses a switch structure including a thick film-like pressure-sensitive conductor disposed in contact with a fixed contact formed on a substrate. This switch is configured to change the switching resistance value and the switching direction according to the force applied to the pressure-sensitive conductor and the position where the pressure-sensitive conductor is pressed.
JP-A-9-213168 JP 2003-242849 A

しかしながら、上記特許文献１に示したスイッチにあっては、感圧導電体が可動接点の裏面側に配置されているため、感圧導電体の厚みによって固定接点との間のストローク範囲が狭くなってしまう。このようなストローク範囲が狭まることで、前記可動接点を押圧する際のクリック感が損なわれ、確実なクリック操作を阻害する要因となる。また、凸状に湾曲した可動接点の裏面側に感圧導電体を形成するのは容易ではなく、厚み等も制限されるため、スイッチの薄型化や製造上の困難性を有したものとなっている。 However, in the switch shown in Patent Document 1, since the pressure-sensitive conductor is disposed on the back side of the movable contact, the stroke range between the fixed contact is narrowed by the thickness of the pressure-sensitive conductor. End up. By narrowing such a stroke range, the click feeling when pressing the movable contact is impaired, which becomes a factor that hinders a reliable click operation. In addition, it is not easy to form a pressure-sensitive conductor on the back side of a convexly curved movable contact, and since the thickness and the like are limited, the switch is made thin and difficult to manufacture. ing.

一方、特許文献２に示した構造のスイッチにあっては、湾曲した板状バネからなる可動接点のようなクリック感が得られず、携帯電話のキースイッチなどに採用するには不向きである。また、固定接点に接触する感圧導電体の形状や厚みによってスイッチング抵抗値やスイッチング方向が規定されるため、前記感圧導電体自体の設計を正確にしなければならないといった問題がある。 On the other hand, the switch having the structure shown in Patent Document 2 does not provide a click feeling like a movable contact made of a curved plate spring, and is not suitable for use in a key switch of a cellular phone. In addition, since the switching resistance value and the switching direction are defined by the shape and thickness of the pressure sensitive conductor in contact with the fixed contact, there is a problem that the design of the pressure sensitive conductor itself must be accurate.

そこで、本発明の目的は、押圧加減に応じた多様なスイッチング機能を最適なクリック操作によって実現できるとともに、薄型化及び製造が容易なタクトスイッチを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tact switch that can realize various switching functions according to pressing and adjusting by an optimal click operation, and can be thinned and manufactured easily.

上記課題を解決するために、本発明のタクトスイッチは、基板と、この基板上に形成される固定接点と、この固定接点の上方に配置される可動接点とを備えたタクトスイッチにおいて、前記基板に凹部を設け、この凹部内に前記固定接点とこの固定接点の上面に配置した感圧導電センサとを収容したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a tact switch according to the present invention is a tact switch comprising a substrate, a fixed contact formed on the substrate, and a movable contact disposed above the fixed contact. A recessed portion is provided in the recessed portion, and the fixed contact and the pressure-sensitive conductive sensor disposed on the upper surface of the fixed contact are accommodated in the recessed portion.

本発明に係るタクトスイッチによれば、基板に設けた凹部内に固定接点を形成し、この固定電極上に感圧導電センサを配置した構造となっているため、可動接点の押圧加減によって抵抗値が変化する多様なスイッチング機能を限られたスペース内で実現することが可能となった。また、前記可動接点が感圧導電センサに接触するまでのストロークの幅を確保することができるので、適度なクリック感を得ることができるとともに、安定したスイッチング操作を行うことができる。 The tact switch according to the present invention has a structure in which a fixed contact is formed in a recess provided in the substrate and a pressure-sensitive conductive sensor is disposed on the fixed electrode. It has become possible to realize a variety of switching functions with varying space within a limited space. Moreover, since the width of the stroke until the movable contact contacts the pressure-sensitive conductive sensor can be secured, an appropriate click feeling can be obtained and a stable switching operation can be performed.

また、前記基板に凹部を設け、この凹部内に形成される固定電極と一体化することで、感圧導電センサの組み込みや位置決めが容易となり、製造工数及び製造コストの低減化が図られる。 Further, by providing a concave portion in the substrate and integrating with a fixed electrode formed in the concave portion, the pressure-sensitive conductive sensor can be easily incorporated and positioned, and the number of manufacturing steps and the manufacturing cost can be reduced.

以下、添付図面に基づいて本発明に係るタクトスイッチの実施形態を詳細に説明する。図１乃至図３に示すように、本発明のタクトスイッチ２１は、四角形状の基板２２と、この基板２２上に配置される固定接点２３、感圧導電センサ２８、可動接点２４とからなるキースイッチ部とで構成されている。 Hereinafter, embodiments of a tact switch according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the tact switch 21 of the present invention is a key comprising a rectangular substrate 22, a fixed contact 23, a pressure-sensitive conductive sensor 28, and a movable contact 24 disposed on the substrate 22. It consists of a switch part.

図２に示したように、前記基板２２は、ガラスエポキシ等の樹脂材からなり、四隅にスルーホール状の端子電極２９、中央部に円形状の凹部２７が設けられている。この凹部２７内には、前記端子電極２９と導通する電極パターン（図示せず）が延びており、略中心部に固定接点２３が設けられている。この固定接点２３は、印刷によって形成された電極膜である。固定接点２３の上には、凹部２７内に嵌り込むような円形状の感圧導電センサ２８が配置される。この感圧導電センサ２８は、通常のオン／オフのみによる単純なスイッチング機能のみならず、オフ状態からオン状態に至るアナログ的な中間値を検出することができる。このアナログ的な中間値は、前記感圧導電センサ２８の表面に接触する可動接点２４の押圧力や押圧点の移動などによって変化する抵抗値である。 As shown in FIG. 2, the substrate 22 is made of a resin material such as glass epoxy, and is provided with through-hole terminal electrodes 29 at the four corners and a circular recess 27 at the center. An electrode pattern (not shown) that is electrically connected to the terminal electrode 29 extends in the recess 27, and a fixed contact 23 is provided substantially at the center. The fixed contact 23 is an electrode film formed by printing. On the fixed contact 23, a circular pressure-sensitive conductive sensor 28 that is fitted into the recess 27 is disposed. The pressure-sensitive conductive sensor 28 can detect not only a simple switching function only by normal on / off but also an analog intermediate value from an off state to an on state. The analog intermediate value is a resistance value that changes depending on the pressing force of the movable contact 24 that contacts the surface of the pressure-sensitive conductive sensor 28, the movement of the pressing point, or the like.

本実施形態の感圧導電センサ２８は、一定した面抵抗率の面状抵抗体（膜抵抗器）の間に感圧導電ゴムを挟み込んだ構造となっており、押圧を検知できるタッチセンサあるいは押す強さでクリック動作を行うことができるポインティングデバイスとして使用することができる。前記膜抵抗器には相対する２辺にそれぞれ電極が設置されており、また、上下の膜抵抗器では電極対が直交する向きになっている。この感圧導電センサに荷重が加えられると、上側の面状抵抗体から下側の面状抵抗体への電流分布が生じ、荷重の重心位置、および感圧導電ゴムの抵抗変化量から荷重の総和が算出される。 The pressure-sensitive conductive sensor 28 of the present embodiment has a structure in which a pressure-sensitive conductive rubber is sandwiched between sheet resistors (membrane resistors) having a constant surface resistivity, and is a touch sensor that can detect pressing or a push. It can be used as a pointing device that can perform a click operation with strength. The membrane resistor is provided with electrodes on two opposite sides, and the upper and lower membrane resistors have an electrode pair orthogonal to each other. When a load is applied to this pressure-sensitive conductive sensor, a current distribution is generated from the upper planar resistor to the lower planar resistor, and the load is calculated from the position of the center of gravity of the load and the change in resistance of the pressure-sensitive conductive rubber. The sum is calculated.

前記感圧導電センサ２８は、図３に示したように、その形状及び大きさに合わせて形成された凹部２７内に下面が位置決めされ、上面が前記凹部２７の上端面と面一か、あるいは僅かに沈み込むような位置に収容される。なお、本実施形態では、円形状の感圧導電センサ２８に合わせて円形状の凹部２７を形成したが、前記感圧導電センサ２８が四角形状であれば、凹部２７もこれに合わせて四角形状に形成される。 As shown in FIG. 3, the pressure-sensitive conductive sensor 28 has a lower surface positioned in a recess 27 formed in accordance with its shape and size, and the upper surface is flush with the upper end surface of the recess 27, or Housed in a slightly sinking position. In this embodiment, the circular concave portion 27 is formed in accordance with the circular pressure-sensitive conductive sensor 28. However, if the pressure-sensitive conductive sensor 28 has a quadrangular shape, the concave portion 27 also has a quadrangular shape in accordance with this. Formed.

前記感圧導電センサ２８の上方に配置される可動接点２４は、感圧導電センサ２８の上方を覆う薄く弾力性を有したステンレス（ＳＵＳ）や黄銅等の導電性の金属材による板状バネによって形成されている。本実施形態では、略四角形状の板状バネを使用したが、円形状あるいは円形状で対面がＤカットされたものなども使用可能で、特に形状自体については問わない。この可動接点２４は、通常、前記感圧導電センサ２８の表面に接触しないように上方に僅かに膨らんだ状態に成形され、外周部がスペーサ部材２５によって前記基板２２上に位置決めされる。また、前記可動接点２４の上には、感圧導電センサ２８を外部からの湿気や微小な埃等の侵入を防止して安定した抵抗値を得るための防湿性のシート材２６で覆われる。このシート材２６は、前記スペーサ部材２５の上端面に接着剤を介して密着させている。なお、前記シート材２６は、前記基板２２上に発光素子等の光源を備えて構成される場合は、透光性を有して形成される。 The movable contact 24 disposed above the pressure-sensitive conductive sensor 28 is formed by a plate-like spring made of a conductive metal material such as stainless steel (SUS) or brass having thin elasticity and covering the pressure-sensitive conductive sensor 28. Is formed. In the present embodiment, a substantially rectangular plate-like spring is used, but a circular shape or a circular shape having a D-cut facing surface can also be used, and the shape itself is not particularly limited. The movable contact 24 is usually formed in a state of slightly swelling upward so as not to contact the surface of the pressure-sensitive conductive sensor 28, and the outer peripheral portion is positioned on the substrate 22 by the spacer member 25. On the movable contact 24, the pressure-sensitive conductive sensor 28 is covered with a moisture-proof sheet material 26 for preventing entry of moisture, minute dust, and the like from the outside to obtain a stable resistance value. The sheet material 26 is in close contact with the upper end surface of the spacer member 25 via an adhesive. In addition, the said sheet | seat material 26 is formed with translucency, when it comprises a light source such as a light emitting element on the substrate 22.

上記構成のタクトスイッチ２１は、図示しないマザーボード上に基板２２の四隅に形成されている端子電極２９を直接表面実装し、リフロー処理などによってハンダ接合される。 The tact switch 21 having the above-described configuration is surface-mounted with terminal electrodes 29 formed at the four corners of the substrate 22 on a mother board (not shown), and is soldered by reflow processing or the like.

次に、上記構造におけるタクトスイッチ２１の作用効果について説明する。クリック操作によって生じる押圧力が前記シート材２６の上から可動接点２４に一定以上かかると、この可動接点２４の頂上部の裏面が感圧導電センサ２８の表面（面状抵抗体）に接触する。この接触によって、最初に前記基板２２に形成されている２極以上の端子電極２９間の抵抗値を測定する。この抵抗値は、オフ（オーバーロード）又は無限大状態から前記可動接点２４が感圧導電センサ２８の表面に接触した時点から数Ω〜数百ＫΩの抵抗値を検出し、さらに押し込むと、感圧導電ゴムが有する抵抗値の変化によって、アナログ的な抵抗曲線が得られ、複数の抵抗値を検出することができる。その後、クリック操作によって前記可動接点２４にかかっている押圧力を解除すると、可動接点２４及び感圧導電センサ２８が有する弾性力によって元のオフ状態に復帰する。 Next, the function and effect of the tact switch 21 in the above structure will be described. When the pressing force generated by the click operation is applied to the movable contact 24 over a certain level from above the sheet material 26, the back surface at the top of the movable contact 24 contacts the surface of the pressure-sensitive conductive sensor 28 (planar resistor). By this contact, first, the resistance value between the two or more terminal electrodes 29 formed on the substrate 22 is measured. This resistance value is detected when a resistance value of several Ω to several hundred KΩ is detected from the time point when the movable contact 24 comes into contact with the surface of the pressure-sensitive conductive sensor 28 from an off (overload) or infinite state. An analog resistance curve is obtained by changing the resistance value of the piezoelectric rubber, and a plurality of resistance values can be detected. Thereafter, when the pressing force applied to the movable contact 24 is released by a click operation, the original OFF state is restored by the elastic force of the movable contact 24 and the pressure-sensitive conductive sensor 28.

本実施形態では、図３に示したように、前記感圧導電センサ２８が基板２２に形成されている凹部２７の上端面と同じ高さになるように落とし込み配置されていることで、感圧導電センサ２８の表面と可動接点２４の頂上部との間に一定のストローク距離を保てることができる。このようなストローク距離を有することで、クリック操作を確実にするとともに、適度なクリック感を得ることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the pressure-sensitive conductive sensor 28 is disposed so as to be the same height as the upper end surface of the recess 27 formed in the substrate 22. A constant stroke distance can be maintained between the surface of the conductive sensor 28 and the top of the movable contact 24. By having such a stroke distance, it is possible to ensure a click operation and obtain an appropriate click feeling.

前記感圧導電センサ２８は、感圧導電ゴムを一対の面状抵抗体によって挟み込んだ構造の他に、高抵抗の導電弾性樹脂に低抵抗の導電体粒子を含有するタイプと、導電体自体が蜂の巣状による構造体のタイプがあるが、いずれのタイプのものを使用することができる。いずれのタイプのものもクリック操作による加圧状態で抵抗値を下げるように構成されている。 In addition to the structure in which the pressure-sensitive conductive rubber is sandwiched between a pair of planar resistors, the pressure-sensitive conductive sensor 28 includes a type in which low-resistance conductive particles are contained in a high-resistance conductive elastic resin, and the conductor itself. There are honeycomb types, but any type can be used. Both types are configured to lower the resistance value in a pressurized state by a click operation.

本実施形態のタクトスイッチ２１は、通常のオン／オフを備えた単機能のスイッチと略同じ筐体や設置スペースの範囲内で、押圧加減で抵抗値が変化する多機能スイッチを構成することができる。このため、２段シャッターキーや電動ズーミング、ボリューム等の操作機能を備えたカメラなどに応用することができる。 The tact switch 21 of the present embodiment may constitute a multi-function switch whose resistance value changes with pressure within substantially the same housing and installation space as a single-function switch having normal on / off. it can. Therefore, it can be applied to a camera having an operation function such as a two-stage shutter key, electric zooming, and volume.

また、前記可動接点２４を避けた基板２２の角部に発光素子を配置した発光部を設けることで、照光機能を備えたタクトスイッチを構成することができる。例えば、この発光部は、発光素子と、この発光素子を覆う透光性の封止体とによって構成される。前記発光素子は、一又は二以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、前記基板２２上の四隅の角部に近接したスペースに実装される。前記発光素子は、白色あるいは赤，青，緑等の単色発光の中から照明用途に合わせて選択され、発光強度に合わせて複数配置することができる。カラー発光に対応した構成とする場合は、赤，青，緑の３つの発光素子を配置させ、それぞれの発光素子に供給する電流値を調整することによって様々な発光効果が得られる。 Further, a tact switch having an illuminating function can be configured by providing a light emitting portion in which a light emitting element is arranged at a corner portion of the substrate 22 avoiding the movable contact 24. For example, the light emitting unit includes a light emitting element and a translucent sealing body that covers the light emitting element. The light emitting element is composed of one or more light emitting diodes (LEDs) and is mounted in a space close to the corners of the four corners on the substrate 22. The light emitting element is selected from white or single color light emission such as red, blue, green and the like according to the illumination application, and a plurality of the light emitting elements can be arranged according to the light emission intensity. In the case of a configuration corresponding to color light emission, various light emitting effects can be obtained by arranging three light emitting elements of red, blue, and green and adjusting a current value supplied to each light emitting element.

本発明に係るタクトスイッチの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a tact switch according to the present invention. 上記タクトスイッチの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the said tact switch. 上記タクトスイッチの断面図である。It is sectional drawing of the said tact switch. 従来のタクトスイッチの断面図である。It is sectional drawing of the conventional tact switch.

Explanation of symbols

１１タクトスイッチ
１２基板
１３固定接点
１４可動接点
１５スペーサ部材
１６シート材
２１タクトスイッチ
２２基板
２３固定接点
２４可動接点
２５スペーサ部材
２６シート材
２７凹部
２８感圧導電センサ
２９端子電極
11 Tact Switch 12 Substrate 13 Fixed Contact 14 Movable Contact 15 Spacer Member 16 Sheet Material 21 Tact Switch 22 Substrate 23 Fixed Contact 24 Movable Contact 25 Spacer Member 26 Sheet Material 27 Concave 28 Pressure Sensitive Conductive Sensor 29 Terminal Electrode

Claims

In a tact switch comprising a substrate, a fixed contact formed on the substrate, and a movable contact disposed above the fixed contact,
A tact switch comprising: a concave portion provided in the substrate; and the fixed contact and a pressure-sensitive conductive sensor disposed on an upper surface of the fixed contact are accommodated in the concave portion.

The tactile switch according to claim 1, wherein the pressure-sensitive conductive sensor is accommodated such that an upper surface is positioned below an upper end of the recess.

The pressure-sensitive conductive sensor includes a pressure-sensitive conductive rubber and a pair of planar resistors joined to the upper and lower surfaces of the pressure-sensitive conductive rubber, and pushes the movable contact that contacts the planar resistor on the upper surface side. The tact switch according to claim 1, wherein the resistance value changes in accordance with pressure.

The tactile switch according to claim 1 or 3, wherein the pressure-sensitive conductive sensor is arranged such that a surface of an upper planar resistor is flush with an edge surface of the recess.

The tact switch according to claim 1, wherein the movable contact is fixed on the substrate via a spacer member that surrounds an outer peripheral portion and is covered with a moisture-proof sheet material.