JP2011150964A - Switch - Google Patents
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Description
本発明は、タッチセンサを備えたスイッチに関する。 The present invention relates to a switch including a touch sensor.
フィールド機器等を制御するコントローラの操作部等に用いられるスイッチは、タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備えた装置で、タッチセンサが自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、プッシュ式スイッチエレメントがキートップ部の押圧状態に応じたＯＮ/ＯＦＦ状態を検知する。 A switch used in an operation unit of a controller for controlling a field device or the like is a device including a touch sensor and a push type switch element. The touch sensor detects an approach or contact of an object to its own pressing unit, and pushes the switch. The type switch element detects an ON / OFF state corresponding to the pressed state of the key top portion.
このような従来のスイッチの例を、図面を用いて詳細に説明する。
図６は、従来のスイッチの構成例を示した図である。図６において、プリント基板１は、往復動を行うキートップ１１を備えたスイッチエレメント１２と、スイッチコネクタ１３と、スペーサ孔１４と、導電フィルムコネクタ１５と、タッチセンサＩＣ１６と、タッチセンサコネクタ１７が実装されている。スイッチエレメント１２は、可動部を備えた押しボタンスイッチ等で、可動部が押圧され一定の位置に達するとＯＮ状態となる。スイッチコネクタ１３とタッチセンサコネクタ１７は、図示しない制御部に接続されている。
スイッチエレメント１２とスイッチコネクタ１３との間と、導電フィルムコネクタ１５とタッチセンサＩＣ１６との間と、タッチセンサＩＣ１６とタッチセンサコネクタ１７との間は、導電性を有する部材によって配線されている。
An example of such a conventional switch will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional switch. In FIG. 6, the printed circuit board 1 includes a switch element 12 having a key top 11 that reciprocates, a switch connector 13, a spacer hole 14, a conductive film connector 15, a touch sensor IC 16, and a touch sensor connector 17. Has been implemented. The switch element 12 is a push button switch or the like having a movable part, and is turned on when the movable part is pressed and reaches a certain position. The switch connector 13 and the touch sensor connector 17 are connected to a control unit (not shown).
The switch element 12 and the switch connector 13, the conductive film connector 15 and the touch sensor IC 16, and the touch sensor IC 16 and the touch sensor connector 17 are wired by a conductive member.
ブラケット２は、プリント基板１の上方に設けられ、キートップ１１の往復動のガイドとなる貫通孔２１を有し、下面にはスペーサ２２が取り付けられている。このスペーサ２２はプリント基板１のスペーサ孔１４に嵌合され、ブラケット２とプリント基板１との間の一定距離を確保する。 The bracket 2 is provided above the printed circuit board 1, has a through hole 21 that serves as a guide for reciprocal movement of the key top 11, and a spacer 22 is attached to the lower surface. The spacer 22 is fitted into the spacer hole 14 of the printed circuit board 1 to ensure a certain distance between the bracket 2 and the printed circuit board 1.
導電フィルム３は、ブラケット２の上面に設けられ、弾性を有するプラスチック等で平板状に形成され、金属や導電性プラスチック等で形成された導電部３１と、プリント基板１の導電フィルムコネクタ１５と接続される端子部３２を備えている。導電部３１と端子部３２は導電性を有する部材によって配線されている。
導電部３１と、端子部３２および導電フィルムコネクタ１５を介して接続されたタッチセンサＩＣ１６とにより、導電部３１への物体の接近または接続を検知しその状態を出力するタッチセンサを形成する。ここでは、導電部３１がタッチセンサの押圧部となる。
The conductive film 3 is provided on the upper surface of the bracket 2 and is formed into a flat plate shape with elastic plastic or the like. The conductive film 3 is connected to the conductive film connector 15 of the printed circuit board 1 and the conductive portion 31 formed of metal or conductive plastic. The terminal portion 32 is provided. The conductive portion 31 and the terminal portion 32 are wired by a conductive member.
A touch sensor that detects the approach or connection of an object to the conductive portion 31 and outputs the state is formed by the conductive portion 31 and the touch sensor IC 16 connected via the terminal portion 32 and the conductive film connector 15. Here, the conductive part 31 is a pressing part of the touch sensor.
ベゼル４は、下面部が開口した箱状に形成され、プリント基板１、ブラケット２、導電フィルム３の全体を取り囲むよう配置される。ベゼル４には、導電部３１に対面する位置に開口部４１を有している。 The bezel 4 is formed in a box shape with an open bottom surface, and is disposed so as to surround the entire printed circuit board 1, bracket 2, and conductive film 3. The bezel 4 has an opening 41 at a position facing the conductive portion 31.
このような、スイッチの動作例を、図面を用いて説明する。
図６において、ユーザの指等がベゼル４の開口部４１を通して導電部３１に触れると、導電部３１やそれに接続された配線等の静電容量が変化し、タッチセンサＩＣ１６がこの変化を検出し、ユーザの指等が導電部３１に接触または接近を知らせる信号が、タッチセンサコネクタ１７を通じて図示しない制御部に出力される。制御部は、この出力に基づいて該当する処理を行う。
An example of the operation of such a switch will be described with reference to the drawings.
In FIG. 6, when a user's finger or the like touches the conductive portion 31 through the opening 41 of the bezel 4, the capacitance of the conductive portion 31 and the wiring connected thereto changes, and the touch sensor IC 16 detects this change. A signal for notifying that the user's finger or the like is in contact with or approaching the conductive portion 31 is output to a control unit (not shown) through the touch sensor connector 17. The control unit performs corresponding processing based on this output.
ユーザがベゼル４の導電部３１を、押し下げると、導電部３１はキートップ１１と接した状態で、スイッチエレメント１２の可動部とともに押し下げられる。そして可動部が一定の位置に達するとＯＮ状態と判断され、この情報がスイッチコネクタ１３を通じて図示しない制御部に伝達され、該当する処理が行われる。 When the user pushes down the conductive portion 31 of the bezel 4, the conductive portion 31 is pushed down together with the movable portion of the switch element 12 while being in contact with the key top 11. When the movable part reaches a certain position, it is determined to be in the ON state, and this information is transmitted to the control unit (not shown) through the switch connector 13 and the corresponding processing is performed.
特許文献１には、このようなタッチセンサを備えたスイッチの構成が記載されている。 Patent Document 1 describes a configuration of a switch including such a touch sensor.
しかしながらこのようなスイッチでは、ユーザがキートップ１１を押し下げる際に、平板状の導電フィルム３または導電部３１をブラケット２の貫通孔２１に押し込むことになる。したがって、導電フィルム３または導電部３１は、屈曲および伸張変形させられ、または、貫通孔２１の縁と接触による摩擦を受ける。導電フィルム３または導電部３１には、弾性変形しやすい素材を用いてはいるが、屈曲および伸張変形の回数が多くなり、また貫通孔２１の縁との摩擦を繰り返すと、疲労により導電フィルム３または導電部３１の破損等が起き、スイッチの機能も低下して信頼性が損なわれるという課題があった。 However, in such a switch, when the user pushes down the key top 11, the flat conductive film 3 or the conductive portion 31 is pushed into the through hole 21 of the bracket 2. Therefore, the conductive film 3 or the conductive portion 31 is bent and stretched or receives friction due to contact with the edge of the through hole 21. Although the conductive film 3 or the conductive portion 31 is made of a material that is easily elastically deformed, the number of bending and stretching deformations increases, and if the friction with the edge of the through hole 21 is repeated, the conductive film 3 is fatigued. Alternatively, there is a problem that the conductive portion 31 is damaged, the function of the switch is lowered, and the reliability is impaired.
そこで本発明の目的は、導電フィルムまたは導電部に、ユーザがキートップを押し下げる際に曲げ弾性変形する屈曲部を設けることで、ユーザがキートップの往復動を繰り返しても、タッチセンサの機能が低下せず信頼性を確保できるスイッチを実現することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a bent portion that is bent and elastically deformed when the user depresses the key top on the conductive film or the conductive portion, so that the function of the touch sensor can be achieved even when the user repeatedly reciprocates the key top. It is to realize a switch that can ensure reliability without deteriorating.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
タッチセンサとプッシュ式スイッチエレメントとを備え、前記タッチセンサは自身の押圧部への物体の接近または接触を検知し、前記プッシュ式スイッチエレメントは自身のキートップ部の押圧状態に応じた接続状態をとるスイッチにおいて、
前記タッチセンサは、前記押圧部付近に導電パターンが形成された導電フィルムを有し、前記導電パターンに物体が接近または接触したときに前記導電パターンに生じる電気的特性の変化により物体の接近または接触を検知し、
前記導電フィルムは、前記押圧部近傍に弾性変形が可能な屈曲部が形成されていることを特徴とするスイッチ。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
The touch sensor includes a touch sensor and a push type switch element, the touch sensor detects an approach or contact of an object to its own pressing part, and the push type switch element has a connection state corresponding to a pressing state of its own key top part. In the switch to take
The touch sensor includes a conductive film in which a conductive pattern is formed in the vicinity of the pressing portion, and an object approaches or contacts due to a change in electrical characteristics generated in the conductive pattern when the object approaches or contacts the conductive pattern. Detect
The switch, wherein the conductive film is formed with a bent portion capable of elastic deformation in the vicinity of the pressing portion.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
絶縁性を有する表面シートが、前記導電フィルムの一部または全部を覆うように配置されることを特徴とする。
Invention of Claim 2 is invention of Claim 1, Comprising:
An insulating surface sheet is disposed so as to cover part or all of the conductive film.
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明であって、
前記表面シートは、前記押圧部と対面する部分に凸状のドームが形成されることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is invention of Claim 2, Comprising:
The surface sheet is characterized in that a convex dome is formed at a portion facing the pressing portion.
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、前記キートップの上部対面部の外周に沿って、一端を残して切り込みが入れられ、この一端が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする。
Invention of Claim 4 is invention in any one of Claims 1-3, Comprising:
The pressing portion is cut along the outer periphery of the upper facing portion of the key top leaving one end, and the one end serves as a cantilever supporting end to form the bent portion.
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、中心付近から周辺部に向かって放射状に切り込みが入れられ、前記周辺部の切り込みの末端間が片持ち支持端となり前記屈曲部を形成することを特徴とする。
Invention of Claim 5 is invention in any one of Claims 1-3, Comprising:
The pressing portion is characterized in that cuts are radially formed from the vicinity of the center toward the peripheral portion, and the bent portions are formed between the cut ends of the peripheral portion as cantilever support ends.
請求項６記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、前記導電パターンの外周に位置する導電フィルムに、一端を残して切り込みを入れて形成され、この一端が片持ち支持端かつ前記屈曲部となることを特徴とする。
Invention of Claim 6 is invention in any one of Claims 1-3, Comprising:
The pressing portion is formed by cutting a conductive film located on the outer periphery of the conductive pattern, leaving one end, and the one end serves as a cantilever supporting end and the bent portion.
請求項７記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明であって、
前記押圧部は、その外周の一部または全部に渡り、弾性を有する弾性部材により前記導電フィルムと接合され、前記弾性部材が前記屈曲部を形成することを特徴とする。
Invention of
The pressing portion is bonded to the conductive film by an elastic member having elasticity over a part or all of the outer periphery thereof, and the elastic member forms the bent portion.
本発明によれば、導電フィルムまたは導電部に、キートップの上部対面部の外周に沿って、一端を残して切込みを入れ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部を形成する。そして、キートップの押下の際には、この屈曲部が曲げ弾性変形して、導電部のうち、切り込みで囲まれた部分がキートップの往復動とともに円滑に移動するので、導電フィルムまたは導電部の屈曲部以外の部分には応力が発生しにくくなる。このためキートップの往復動を繰り返しても導電フィルムまたは導電部の破損等起きにくいスイッチを実現することができる。 According to the present invention, the conductive film or the conductive portion is cut along the outer periphery of the upper facing portion of the key top, leaving one end, and this one end becomes a cantilever support end to form a bent portion. When the key top is pressed, the bent portion is bent and elastically deformed, and the portion surrounded by the cut in the conductive portion moves smoothly with the reciprocation of the key top. Stress is less likely to occur in portions other than the bent portion. For this reason, it is possible to realize a switch that is unlikely to be damaged such as damage to the conductive film or the conductive portion even if the key top is reciprocated.
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の構成を示した図である。図４は、スイッチエレメントおよび導電部付近の上面図および縦断面図である。
ここで、図６と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
図１において、導電フィルム５は、ブラケット２の上面に設けられ、弾性を有するプラスチック等で形成され、導電部５１と、プリント基板１の導電フィルムコネクタ１５と接続される端子部５２を備えている。導電部５１には、キートップ１１の上部対面部の外周に沿って、一端を残して切り込み５３が入れられ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部５４を形成している。
導電部５１と端子部５２は導電性を有する部材によって配線されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a top view and a longitudinal sectional view of the vicinity of the switch element and the conductive portion.
Here, the same components as those in FIG.
In FIG. 1, the conductive film 5 is provided on the upper surface of the bracket 2 and is formed of elastic plastic or the like, and includes a conductive portion 51 and a terminal portion 52 connected to the conductive film connector 15 of the printed circuit board 1. . The conductive portion 51 is provided with a notch 53 along the outer periphery of the upper facing portion of the key top 11, leaving one end, and this one end serves as a cantilever support end to form a bent portion 54.
The conductive portion 51 and the terminal portion 52 are wired by a conductive member.
表面シート６は、導電フィルム５の上面に設けられる。表面シート６の、導電部５１に対応する位置には、エンボス加工により凸状のドーム部６１が形成される。 The top sheet 6 is provided on the top surface of the conductive film 5. A convex dome portion 61 is formed by embossing at a position corresponding to the conductive portion 51 of the topsheet 6.
ここで、ドーム部６１と、導電部５１と、端子部５２および導電フィルムコネクタ１５を介して接続されたタッチセンサＩＣ１６と、により、ドーム部６１への物体の接近または接続を検知しその状態を出力するタッチセンサを形成する。ドーム部は、タッチセンサの押圧部６１となる。 Here, the dome portion 61, the conductive portion 51, and the touch sensor IC 16 connected via the terminal portion 52 and the conductive film connector 15 detect the approach or connection of an object to the dome portion 61, and the state is detected. An output touch sensor is formed. The dome part serves as a pressing part 61 of the touch sensor.
図１のスイッチの組み立てを完成したものが、図２および図３に示されている。図２は、図１のスイッチの組み立て完成図、図３は、図２に示されるＡ−Ａ’部分における縦断面図である。 The completed assembly of the switch of FIG. 1 is shown in FIGS. FIG. 2 is an assembled view of the switch of FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line A-A 'shown in FIG.
このようなスイッチの動作例を、図１を用いて説明する。
図１において、ユーザの指等が表面シート６のドーム部６１に触れると、導電部５１やそれに接続された配線等の静電容量等が変化し、タッチセンサＩＣ１６がこの変化を検出し、ユーザの指等が導電部５１に接触したという信号が、タッチセンサコネクタ１７を通じて図示しない制御部に伝達され、必要な処理が行われる。
An example of the operation of such a switch will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, when a user's finger or the like touches the dome portion 61 of the top sheet 6, the capacitance of the conductive portion 51 and the wiring connected thereto changes, and the touch sensor IC 16 detects this change, and the user A signal that the finger or the like has contacted the conductive portion 51 is transmitted to a control portion (not shown) through the touch sensor connector 17 and necessary processing is performed.
ドーム部６１がさらに押し下げられると、導電部５１とキートップ１１と共にスイッチエレメント１２の可動部が押し下げられる。この際に、屈曲部５４が片持ち支持端となり、導電フィルム５の屈曲部５４には曲げが発生するが、この屈曲部５４が曲げ弾性変形して、導電部５１のうち切り込み５３で囲まれた部分がキートップ１１の往復動とともに円滑に移動する。このため、屈曲部５４以外の部分については、伸張変形したり、貫通孔２１の縁との摩擦で磨耗したりすることが少なくなる。 When the dome part 61 is further pushed down, the movable part of the switch element 12 is pushed down together with the conductive part 51 and the key top 11. At this time, the bent portion 54 becomes a cantilever support end, and bending occurs in the bent portion 54 of the conductive film 5, but this bent portion 54 is bent and elastically deformed, and is surrounded by the notch 53 in the conductive portion 51. The part moves smoothly with the reciprocation of the key top 11. For this reason, portions other than the bent portion 54 are less likely to be stretched and deformed or worn due to friction with the edge of the through hole 21.
図４の（ａ）および（ｂ）はスイッチエレメント１２と導電部５１付近のそれぞれ上面図および縦断面図である。図４において、導電部５１に屈曲部５４が形成され、この屈曲部５４が片持ち支持端となり曲げ変形が加えられる様子が示されている。 4A and 4B are a top view and a longitudinal sectional view of the vicinity of the switch element 12 and the conductive portion 51, respectively. In FIG. 4, a bent portion 54 is formed in the conductive portion 51, and the bent portion 54 becomes a cantilever support end and a state in which bending deformation is applied is shown.
スイッチエレメント１２の可動部が一定の位置に達するとＯＮ状態と判断され、この情報がスイッチコネクタ１３を通じて図示しない制御部に伝達され、該当する処理が行われる。 When the movable portion of the switch element 12 reaches a certain position, it is determined to be in an ON state, and this information is transmitted to a control portion (not shown) through the switch connector 13 and the corresponding processing is performed.
このように、導電部５１に、キートップ１１の上部対面部の外周に沿って、一端を残して切込みを入れ、この一端が片持ち支持端となり屈曲部５４を形成する。そして、キートップの押下の際には、この屈曲部５４が曲げ弾性変形して、導電部５１のうち切り込み５３で囲まれた部分がキートップ１１の往復動とともに円滑に移動するので、導電部５１の屈曲部５４以外の部分には応力が発生しにくくなる。このためキートップ１１の往復動を繰り返しても導電フィルム５または導電部５１の破損等起きにくい、信頼性を向上させたスイッチを実現することができる。 As described above, the conductive portion 51 is cut along the outer periphery of the upper facing portion of the key top 11, leaving one end, and this one end becomes a cantilever support end to form the bent portion 54. When the key top is pressed, the bent portion 54 is bent and elastically deformed, and the portion surrounded by the notch 53 in the conductive portion 51 moves smoothly with the reciprocating motion of the key top 11. Stress is less likely to occur in portions other than the bent portion 54 of 51. Therefore, it is possible to realize a switch with improved reliability, which is less likely to cause damage to the conductive film 5 or the conductive portion 51 even if the key top 11 is repeatedly reciprocated.
なお、導電部５１の一端を残して切り込みが入れられ、この一端が片持ち支持端となって屈曲部５４が形成される構成を示したが、これに限定されるものではなく、切り込みは、図５に示すように、導電フィルム７の一端を残して、導電部７１を囲むように切り込み７２を入れて、この一端が片持ち支持端である屈曲部７３を形成される構成でもよい。
また、導電部の中心付近から周辺部に向かって放射状に切り込みが入れられ、前記周辺部の切り込みの末端間が片持ち支持端となり屈曲部を形成してもよい。
導電部が、その外周の一部または全部に渡り、弾性を有する例えばラバーなどの弾性部材により導電フィルムと接合され、この弾性部材が前記屈曲部を形成してもよい。
In addition, although the cut | notch was made leaving one end of the electroconductive part 51, and this one end was a cantilever support end, the bending part 54 was shown, However, It is not limited to this, A notch | As shown in FIG. 5, a configuration may be employed in which a notch 72 is formed so as to surround the conductive portion 71 while leaving one end of the
In addition, cuts may be made radially from the vicinity of the center of the conductive portion toward the peripheral portion, and the bent portion may be formed by the cantilever support end between the cut ends of the peripheral portion.
The conductive portion may be bonded to the conductive film by an elastic member such as rubber having elasticity over a part or all of the outer periphery thereof, and the elastic member may form the bent portion.
１２ スイッチエレメント
１５ 導電フィルムコネクタ
１６ タッチセンサＩＣ
１７ タッチセンサコネクタ
５ 導電フィルム
５１、７１ 導電部
５３、７２ 切り込み
５４、７３ 屈曲部
６ 表面シート
６１ ドーム部、押圧部
12 Switch element 15 Conductive film connector 16 Touch sensor IC
17 touch sensor connector 5 conductive film 51, 71 conductive portion 53, 72 notch 54, 73 bent portion 6 surface sheet 61 dome portion, pressing portion
Claims (7)
前記タッチセンサは、前記押圧部付近に導電パターンが形成された導電フィルムを有し、前記導電パターンに物体が接近または接触したときに前記導電パターンに生じる電気的特性の変化により物体の接近または接触を検知し、
前記導電フィルムは、前記押圧部近傍に弾性変形が可能な屈曲部が形成されていることを特徴とするスイッチ。 The touch sensor includes a touch sensor and a push type switch element, the touch sensor detects an approach or contact of an object to its own pressing part, and the push type switch element has a connection state corresponding to a pressing state of its own key top part. In the switch to take
The touch sensor includes a conductive film in which a conductive pattern is formed in the vicinity of the pressing portion, and an object approaches or contacts due to a change in electrical characteristics generated in the conductive pattern when the object approaches or contacts the conductive pattern. Detect
The switch, wherein the conductive film is formed with a bent portion capable of elastic deformation in the vicinity of the pressing portion.
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