JP2010272480A - ドームスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】シート部からドーム状に突出する突出部を備えたドームスイッチにおいて、操作時に前記突出部が押圧される際のストロークを低減すると共に良好なクリック感が得られ、さらには、コストを低減し、薄型化を実現するドームスイッチを提供する。
【解決手段】基板１０上に配置され、可撓性合成樹脂によりシート状に形成されたシート部２と、前記シート部からドーム状に突出する突出部３と、前記突出部の頂点部分３ａの裏面に設けられた接点４と、前記突出部の上方に配置された円筒部６とを備え、前記円筒部６により前記突出部３が押圧され、前記接点が前記基板上に設けられた電極１１に接触するドームスイッチ１であって、前記突出部３が押圧される際、前記円筒部６の先端部６ａが前記突出部３の頂点部分３ａの周囲に当接し、前記突出部３の頂点部分３ａは前記円筒部６の内底面６ｂに接しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性合成樹脂からなるシート部にドーム状の突出部が形成されたドームスイッチに関する。

近年、電化製品等のスイッチ部品において、プリント基板の離間したプリント配線部分を導通可能にするものとして、可撓性合成樹脂製のドームスイッチを用いるものがある。
図８に示すように、このドームスイッチ５０は、可撓性合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等のシートからなるシート部５１を備え、このシート部５１からドーム状に突出部５２が突出して形成されている。突出部５２の頂点部分５２ａの裏面にはカーボン、銀カーボンなどの接点５３が形成されている。

前記ドーム状の突出部５２は、プリント基板６０のプリント配線６１の離間した部分６１ａと押圧部６４の間に介在するよう配置される。そして、押圧部６４によって突出部５２が押圧されると、その頂点部分５２ａが凹み、前記カーボンなどの接点５３がプリント配線６１に接触し、プリント配線６１の離間した部分６１ａが接点５３により導通状態となされる。
また、その押圧状態を解除すると前記突出部５２が復元し、プリント配線６１の離間した部分６１ａは再び絶縁状態となるよう構成されている。
尚、可撓性合成樹脂製のドームスイッチについては、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００１−８４８６８号公報

ところで、前記ドームスイッチ５０にあっては、突出部５２の高さ寸法だけでは、突出部５２が押圧された際、その頂点部分５２ａの裏側に設けられた接点５３がプリント配線６１に接するまでの距離が短く、前記押圧部６４を押した際に良好なクリック感が得られないという課題があった。
そのため従来は、シート部５１とプリント基板６０との間にスペーサ６２を設け、突出部５２の頂点部分５２ａに設けられた接点５３がプリント配線６１に接触するまでの距離をより長く確保し、前記押圧部６４を押した際に良好なクリック感が得られるようになされていた。
しかしながら、そのようにスペーサ６２を設けることによって、操作時のストロークＳが増大して操作性が低下するという新たな課題が生じていた。さらには、部品点数が増えてコストが嵩む上、スイッチ部分の厚さが増すという課題があった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、シート状に形成されたシート部からドーム状に突出する突出部を備えたドームスイッチにおいて、操作時に前記突出部が押圧される際のストロークを低減すると共に良好なクリック感が得られ、さらには、コストを低減し、薄型化を実現するドームスイッチを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係るドームスイッチは、基板上に配置され、可撓性合成樹脂によりシート状に形成されたシート部と、前記シート部からドーム状に突出する突出部と、前記突出部の頂点部分の裏面に設けられた接点と、前記突出部の上方に配置された押圧部とを備え、前記押圧部により前記突出部が押圧され、前記接点が前記基板上に設けられた電極に接触するドームスイッチであって、前記突出部が押圧される際、前記押圧部の先端部が前記突出部の頂点部分の周囲に当接することに特徴を有する。
尚、前記押圧部は、円筒形状であることが好ましい。
また、前記ドーム状に突出する突出部の直径をｄとすると、前記押圧部の外径はｄ／２の寸法が望ましい。
また、前記押圧部の先端が前記突出部の頂点部分の周囲に当接する状態で、前記突出部の頂点部分が前記押圧部の内底面に接しないことが望ましい。

このように構成することにより、押圧部の先端部は突出部の頂点部分ではなく、その周囲に当接して突出部を押圧する。このため、突出部の頂点部分を直接押圧するよりも、より極大荷重が大きくなり、スイッチを押圧した際の荷重の変化が大きくなって良好なクリック感を得ることができる。ここで、突出部が押圧される際、その頂点部分が凸形状から凹形状に急激に反転するため、短い変位で極大荷重から極小荷重に推移し、ストロークを従来よりも低減することができる。
また、この構成によりストロークが短く、良好なクリック感を得ることができるため、従来のようにシート部と基板との間にスペーサを設ける必要がない。したがって、部品点数が減り、コストを低減することができ、さらにはスイッチ部分の薄型化を実現することができる。

本発明によれば、シート状に形成されたシート部からドーム状に突出する突出部を備えたドームスイッチにおいて、操作時に前記突出部が押圧される際のストロークを低減すると共に良好なクリック感が得られ、さらには、コストを低減し、薄型化を実現するドームスイッチを提供することができる。

図１は、本発明に係るドームスイッチの実施の形態を示す断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。 図３は、図１のドームスイッチが押圧される状態を示す図である。 図４は、図１のドームスイッチが押圧される状態を示す他の図である。 図５は、クリック率を説明するための荷重とストロークとの関係を示すグラフである。 図６は、本発明に係るドームスイッチの応用例を示す図である。 図７は、本発明に係るドームスイッチの他の応用例を示す図である。 図８は、従来のドームスイッチの構成を示す断面図である。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、この発明に係るドームスイッチの実施の形態を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
本発明に係るドームスイッチ１は、可撓性合成樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等のシートからなる第１シート部２（シート部）を備える。この第１シート部２には、ドーム状に突出した突出部３が例えばリモコン装置のキー配列に対応して複数個形成されている。各突出部３の頂点部分３ａの裏面には導電性部材であるカーボン、銀カーボンなどの接点４が設けられている。

また、ドームスイッチ１は、前記第１シート部２の上に重ねて配置され、第１シート部２と同様に、例えばＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド等のシートからなる第２シート部５を備える。この第２シート部５の裏面（下面）には、前記シート部２の各突出部３に対応して、下方に突起する円筒部６（押圧部）が形成されている。即ち、各突出部３の上方に円筒部６がそれぞれ配置され、突出部３と円筒部６との中心部は、シート面の鉛直方向に一致し、円筒部６の下端部６ａ（先端部）は、少なくとも前記突出部３を押し込む際に前記突出部３の頂点部分３ａの周囲に当接するようになされている。尚、前記突出部３が押し込まれない状態では、前記円筒部６の下端部６ａは、（許容されるストロークの範囲内であれば、）必ずしも突出部３に接していなくてもよい。

また、前記円筒部６の外径ｄ２は、第１シート部２の突出部３の直径ｄ１に対して、好ましくはｄ１／２の寸法（例えばｄ１＝４ｍｍの場合、ｄ２＝２ｍｍ）に形成され、内径ｄ３は、円筒部６の肉厚がｄ１／１６の寸法（ｄ１＝４ｍｍの場合、厚さ０．２５ｍｍ）となるように形成される。尚、前記円筒部６の肉厚及び高さ寸法ｈ１は、その下端部６ａが前記突出部３の頂点部分３ａの周囲に当接する状態で、前記突出部３の頂点部分３ａが前記円筒部６の内底面６ｂに接しないように形成されている（ｈ２＞０）。

また、前記第２シート部５の上には、前記第１シート２の突出部３及び前記第２シート５の円筒部６に対応してキー表示がなされた可撓性を有する例えばプラスチックシート７が設けられる。即ち、操作者がプラスチックシート７上のキー表示を押し込むことにより、円筒部６がドーム状の突出部３を下方に押圧するように構成されている。
また、前記第１シート部２は、プリント基板１０上に設けられ、第１シート部２の突出部３は、その頂点部分３ａの裏面に設けられた接点４がプリント基板１０に形成されたプリント配線１１の離間した部分１１ａの上方に位置するよう配置される。

このように構成されたドームスイッチ１において、操作者によりプラスチックシート７のキー表示が押し込まれると、先ず、図３に示すように円筒部６の下端部６ａが、突出部３の頂点部分３ａの周囲を下方に押圧する（初期段階では頂点部分３ａは凸形状）。そして、図４に示すように突出部３の頂点部分３ａは凸形状から凹形状に急激に反転する。これにより、前記頂点部分３ａの裏面に設けられた接点４がプリント配線１１（電極）に接触し、プリント配線１１の離間した部分１１ａが導通状態となされる。また、その押圧状態を解除すると前記突出部３が復元し、プリント配線１１の離間した部分１１ａは再び絶縁状態となる。

ここで、前記のように突出部３が押圧される際、円筒部６は突出部３の頂点部分３ａに接触することがなく、突出部３の頂点部分３ａは凸形状から凹形状に急激に反転するため、突出部３が凹む際のクリック率が大きくなり、良好なクリック感が得られる。したがって、良好なクリック感を得るために、従来のようにスペーサを用いてストロークを長くする必要がなく、短ストロークであってもクリック感の良好なドームスイッチ１を得ることができる。

尚、クリック率とは、スイッチを押したときにスイッチから受ける荷重によって決定され、クリック感を評価する際の指標として用いられる。具体的には、ドームスイッチ１を押し下げた際、図５のグラフの曲線Ｃ１（ドームスイッチ１を押した際の変位と荷重との関係）に示すように荷重は徐々に増加していき、変位Ｓ１で荷重の極大値Ｐ１が得られる。その後、荷重は低下していき、変位Ｓ２（いわゆるストローク）で接点４がプリント配線１１と接触し、荷重は極小値Ｐ２となる。ドームスイッチ１を押し下げた際のクリック感は、荷重Ｐ１とＰ２との差に基づき、（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１であるクリック率で数値化される。

また、図５のグラフにおいて、破線で示す曲線Ｃ２は、従来のようにドーム状突出部の頂点部分を押圧した際の典型的な曲線形状を示している。本発明に係るドームスイッチ１では、前記したように突出部３が押圧されると、その頂点部分３ａが凸形状から凹形状に急激に反転するため、短い変位で極大荷重Ｐ１から極小荷重Ｐ２に推移し、変位Ｓ２が従来の変位Ｓ３より短くなる（即ち、短ストローク化を図ることができる）。

以上のように、本実施の形態によれば、円筒部６の下端部６ａが、突出部３の頂点部分３ａではなく、その周囲に当接して下方に押圧するため、前記頂点部分３ａが凸形状から凹形状に急激に反転する。
したがって、突出部３の頂点部分３ａを直接押圧するよりもクリック率が大きくなり、良好なクリック感が得られるとともに、ストロークＳを従来よりも低減することができる。

さらに、この構成によりストロークＳが短く、良好なクリック感を得ることができるため、従来のように第１シート部２と通常プリント基板１０との間にスペーサを設ける必要がない。したがって、部品点数が減り、コストを低減することができ、さらにはスイッチ部分の薄型化を実現することができる。

尚、図６に本発明に係るドームスイッチの応用例を示す。図６の断面図に示すドームスイッチ１は、図１に示したスイッチ構成を上下２段構成としたものである。
即ち、図６のドームスイッチ１は、プリント基板１０上に設けられた第１シート部２及び第２シート部５からなる下段スイッチ部１６と、下段スイッチ部１６上にプリント基板２０を介して設けられ、下段スイッチ部１６と同様に構成された上段スイッチ部１７とを備えている。上段スイッチ部１７上には、キー表示がなされたプラスチックシート７が設けられる。

このような構成において、プラスチックシート７のキー表示が押し込まれ、所定の荷重に達すると、先ず上段スイッチ部１７における第１シート部２の突出部３が凹み、接点４がプリント基板２０に形成されたプリント配線２１に接触して、プリント配線２１の離間した部分２１ａが導通状態となされる。

さらにスイッチの押し込みがなされると、下段スイッチ部１６における第１シート部２の突出部３が凹み、接点４がプリント基板１０に形成されたプリント配線１１に接触し、プリント配線１１の離間した部分１１ａが導通状態となされる。
また、押圧状態が解除されると上段スイッチ１７、下段スイッチ１６における突出部３がそれぞれ復元し、プリント配線１１、２１の離間した部分１１ａ、２１ａは再び絶縁状態となされる。

即ち、図６に示す構成によれば、プラスチックシート７のキー表示を押し込むことによって、２段階のスイッチ操作が可能となる。また、前記したように第１シート部２とプリント基板１０（２０）との間にスペーサを設ける必要がないため、２段構成としてもスイッチ部分における厚みの増加を抑制することができる。

尚、前記のようにドームスイッチ１を２段構成とする場合、図７の断面図に示すように、下段スイッチ部１８の上方に設けられる上段スイッチ部１９において、第１シート部２と第２シート部１５とを下段スイッチ部１８の構成に対して裏返しの状態に設けてもよい。
その場合、図示するように下段スイッチ部１８と上段スイッチ部１９の第２シート１５を一部材として形成し、上下面にそれぞれ円筒部６を形成することが望ましい。

また、前記実施の形態においては、突出部３を押圧する押圧部として円筒形状の円筒部６を例に説明したが、前記押圧部としては、その形態に限定されるものではない。例えば、先端部（下端部）が同一半径上に配置された複数の円弧状の突起部により押圧部を形成し、突出部３の頂点部分３ａの周囲を押圧するようにてもよい。或いは、同一半径上に配置された複数の棒状体により押圧部を形成し、突出部３の頂点部分３ａの周囲を押圧してもよい。

本発明に係るドームスイッチについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に従いドームスイッチを製造し、本発明の効果を検証した。

本実施例では、材質ＰＥＴ、肉厚７５μｍ、高さ０．３ｍｍのドーム状の突出部の直径が４ｍｍの場合に、図１、図２に示した円筒部６を、その外径を変えて複数種作成し、本発明の効果が最も期待できる条件について、突出部を押圧した際の極大荷重、ストローク及びクリック率をそれぞれ求めることにより検証した。

具体的には、実施例１として外径が１．５ｍｍの円筒部、実施例２として外径が２．０ｍｍの円筒部、実施例３として外径が２．５ｍｍの円筒部をそれぞれ１０個ずつ、試料として作成し、各試料について検証した。尚、いずれの外径の場合も、その肉厚は０．２５ｍｍに形成した。
また、比較例として、直径２ｍｍの円柱体（試料を１０個）によりドーム状の突出部を押圧する場合の極大荷重、ストローク及びクリック率を実施例と同様に求めた。
尚、クリック率を求める際の極大・極小荷重の測定においては、荷重計測測定器（アイコーエンジニアリング製ＦＡ１０１５Ａ）を用いた。

表１に、各実施例１〜３、及び比較例の結果をそれぞれ示す。
尚、表１では、各実施例１〜３及び比較例の全試料に対する測定結果（極大荷重、ストローク、クリック率）として、その平均値を示している。

表１に示すように、全ての実施例（円筒により押圧）において、その極大荷重は、比較例（円柱により押圧）の結果よりも大きくなった。
このことから、実施例のようにドーム状突出部を押圧する部材が円筒部の場合、荷重の変化（極大荷重−極小荷重）が大きくなり、高いクリック率を得るために好ましいことを確認した。
また、表１に示すように、全ての実施例（円筒により押圧）において、そのストロークは、比較例（円柱により押圧）よりも短い結果となった。
さらにクリック率は、全ての実施例（円筒により押圧）において、比較例（円柱により押圧）よりも高い結果が得られた。
特に、実施例２（円筒部外径が２．０ｍｍ）のとき、最も高いクリック率（３９％）が得られ、クリック感が最も良好となることが確認され、さらにストロークも最も短い結果（０．１９６ｍｍ）となった。

したがって、本実施例によれば、試料のばらつきを考慮しても、高いクリック率により良好なクリック感が得られ、且つ、ストロークが低減されるという効果を得ることができ、特に、ドーム状の突出部の外径をｄ１とすると、円筒部の外径をｄ１／２の寸法に形成することが好ましいと確認した。

１ ドームスイッチ
２ 第１シート部（シート部）
３ 突出部
３ａ 頂点部分
４ 接点
５ 第２シート部
６ 円筒部（押圧部）
７ プラスチックシート
１０ プリント基板
１１ プリント配線（電極）

Claims (4)

1. 基板上に配置され、可撓性合成樹脂によりシート状に形成されたシート部と、前記シート部からドーム状に突出する突出部と、前記突出部の頂点部分の裏面に設けられた接点と、前記突出部の上方に配置された押圧部とを備え、前記押圧部により前記突出部が押圧され、前記接点が前記基板上に設けられた電極に接触するドームスイッチであって、
   前記突出部が押圧される際、前記押圧部の先端部が前記突出部の頂点部分の周囲に当接することを特徴とするドームスイッチ。
2. 前記押圧部は、円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載されたドームスイッチ。
3. 前記ドーム状に突出する突出部の直径をｄとすると、前記押圧部の外径はｄ／２の寸法であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたドームスイッチ。
4. 前記押圧部の先端が前記突出部の頂点部分の周囲に当接する状態で、前記突出部の頂点部分が前記押圧部の内底面に接しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたドームスイッチ。

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