JP2012054068A - スイッチモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】長手方向のサイズが小さく、且つ厚さの薄い小型のスイッチモジュールを提供する。
【解決手段】入力操作時に、ベース部材２０に対して押圧移動がそれぞれ可能な一対の第１操作部１１及び第２操作部１２と、両操作部の間に配置される第３操作部１３とを有する操作部材１０と、操作部材１０の下側に設けられ、第１操作部１１に押圧される第１接点３１と、第２操作部１２に押圧される第２接点３２と、第３操作部１３に押圧されるメタルドーム４０を有するメタルドーム接点３３と、を含む回路３９を備えた単一の配線基板３０と、操作部材１０と配線基板３０との間に設けられ、配線基板３０の第１接点３１と第２接点３２にそれぞれ対向し、これら第１接点３１と第２接点３２の押圧移動に応じてそれぞれ接触及び離隔が可能な第１導電層６２と第２導電層６３とを備えたメタルドームシート６０と、を有するスイッチモジュール１を提供する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子機器のイヤホンやヘッドホンのケーブルに設けられ、複数の指令を受け付けることができる多機能のスイッチモジュールに関する。

ケーブルに取り付けられ、メタルドームの接点形成用に２枚の基板を積層し、上層側の基板の両端部分に二つのメタルドームスイッチを設け、下層側の別の基板の中心部分に一つのメタルドームスイッチを設けた小型入力装置（In cable micro input devices）が知られている（特許文献１）。この入力装置では、三つのメタルドームを積層された２枚の基板に分散して設けることにより、多機能のスイッチでありながら入力装置の長手方向の小型化を図ることができる。

米国特許出願公開第ＵＳ２００９／０１２２５１０号明細書 Ｆｉｇ．５

しかしながら、従来の技術では、２枚の基板を積層し、メタルドームを異なる層に分散して設けるため、入力装置が厚くなってしまうという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、多機能のスイッチでありながら、長手方向のサイズを小さくするとともに、厚さも薄くして、スイッチモジュール全体の小型化を図ることである。

本発明は、スイッチモジュールの入力操作時に、ベース部材に対して押圧移動がそれぞれ可能な一対の第１操作部及び第２操作部と、前記一対の第１操作部及び第２操作部の間に配置される第３操作部と、を有する操作部材と、前記操作部材の下側に配置されたベース部材に固定され、前記第１操作部に押圧される第１接点と、前記第２操作部に押圧される第２接点と、前記第３操作部に押圧されるメタルドームを有するメタルドーム接点と、を含む回路を備えた単一の配線基板と、前記操作部材と前記配線基板との間に設けられ、前記配線基板の前記第１接点に対向し、当該第１接点の押圧移動に応じて接触及び離隔が可能な第１導電層と、前記第２接点に対向し、当該第２接点の前記押圧移動に応じて接触及び離隔が可能な第２導電層とを備えたシート部材と、を有することを特徴とするスイッチモジュールを提供することにより、上記課題を解決する。

上記発明において、前記第１接点、前記第２接点及びメタルドーム接点は、前記配線基板の同一の主面に形成することができる。

上記発明において、前記配線基板は、前記第１接点の周囲の少なくとも一部の領域に設けられ、前記第１導電層側に延在する第１絶縁層と、前記第２接点の周囲の少なくとも一部の領域に設けられ、前記第２導電層側に延在する第２絶縁層とを有するように構成することができる。

上記発明において、前記シート部材には、前記メタルドームを前記配線基板に固定する固定部を設けることができる。

上記発明において、前記シート部材には、前記メタルドームの頭頂部を押圧する凸部を設けることができる。

上記発明において、前記シート部材を、前記操作部材の押圧移動の方向に沿う弾性を有する部材で構成することができる。

上記発明において、前記操作部材と前記配線基板との間に設けられ、前記操作部材の押圧移動の方向に沿う弾性を有する弾性部材をさらに設けることができる。

上記発明に係るスイッチモジュールから出力された、前記第１接点及び前記メタルドーム接点のオン信号、前記第２接点及び前記メタルドーム接点のオン信号、又は前記第１接点、前記第２接点及び前記メタルドーム接点のオン信号のそれぞれに互いに異なる動作を対応づけ、前記各オン信号を受信したときに当該オン信号に対応づけられた動作を実行させることができる。

本発明では、入力操作時に押圧移動するシート部材に設けられた第１導電層と接触・離隔が可能な第１接点と、同じくシート部材に設けられた第２導電層と接触・離隔が可能な第２接点と、これら第１接点と第２接点との間に配置されたメタルドーム接点と、を含む回路を単一の配線基板に設けたので、複数の入力指令を受け付け可能な多機能スイッチでありながら、長手方向のサイズが小さく且つ厚さが薄い小型のスイッチモジュールを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るスイッチモジュールを備えたイヤホン及び、イヤホンが装着される携帯型オーディオ装置を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るスイッチモジュールを示す斜視図である。 図２に示すスイッチモジュールの入力操作面側から見た分解斜視図である。 配線基板の平面図である。 絶縁層が形成された配線基板の平面図である。 メタルドームシートの平面図である。 メタルドームシートの背面図である。 図５ＢのVC-VC線に沿う断面図（概要図）である。 図２のVI-VI線に沿う断面図である。 スイッチモジュールの動作を説明するための第１の断面図(図６Ａに対応する図)である。 スイッチモジュールの動作を説明するための第２の断面図(図６Ａに対応する図)である。 図２のVI-VI線に沿う断面図である。 スイッチモジュールの他の動作を説明するための第１の断面図(図７Ａに対応する図)である。 スイッチモジュールの他の動作を説明するための第２の断面図(図７Ａに対応する図)である。 本発明の第２実施形態に係るスイッチモジュールを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る配線基板の絶縁層が形成された配線基板の平面図である（第１実施形態の図４Ｂに相当する平面図）。

＜第１実施形態＞
第１実施形態のスイッチモジュールは、携帯オーディオ機器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯端末、携帯ゲーム機器、携帯電話などの電子機器のイヤホンやヘッドホンのケーブルに設けられ、メニューの送り・戻し操作、メニューの開始・停止・一時停止操作、ボリュームのアップ・ダウン操作、及びマイク機能のオンオフ操作などの複数の指令を受け付けることができる多機能の入力装置である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る本実施形態のスイッチモジュールについて説明する。本実施形態では、携帯オーディオ装置のスイッチに、本発明に係るスイッチモジュールを適用した例を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスイッチモジュール１を備えるイヤホン２００と、このイヤホン２００が装着される携帯型オーディオ装置１００を示す図である。図１に示すように、スイッチモジュール１はイヤホン２００のコード２０３に取り付けられ、スイッチモジュール１から引き出されたコード２０３の一方側コード２０３ａは出力部２０２ｂに接続し、他方側コード２０３ｂは携帯オーディオ装置１００のジャック、出力部２０３ｂに接続している。スイッチモジュール１は、入力操作時に入力された信号を、携帯型オーディオ装置１００又はイヤホン２００の出力部２０２ａ，２０２ｂに送出することができる。

図２は、本発明の実施形態に係るスイッチモジュール１を示す斜視図である。

図２に示すように、本実施形態のスイッチモジュール１は、ユーザからの入力を受け付ける入力操作面Ａが形成された操作部材１０と、後述する配線基板を支持するとともに、配線基板等を収容するための空間が形成された箱型のベース部材２０とを有する。

操作部材１０は、ベース部材２０の開口部を覆うように配置され、スイッチモジュール１のハウジングが構成される。また、操作部材１０は、スイッチモジュール１の入力操作時における押圧操作（指でつまんで押す）及び押圧解除操作（指をはなす）に応じて、ベース部材２０に対して接近・離隔する押圧移動が可能である。なお、本実施形態の操作部材１０の第１操作部１１、第２操作部１２、第３操作部１３の押圧移動は、上下動及び傾動などの押圧方向の成分を含む移動を含む。

また、同図に示すように、本実施形態のスイッチモジュール１の操作部材１０の入力操作面Ａの両端部には一対の第１操作部１１と第２操作部１２が設けられ、さらに、これらの間であって、入力操作面Ａの中央部には第３操作部１３が設けられている。第１操作部１１及び第２操作部１２に対応する位置には、方向を指示する三角形の操作表示が示され、第３操作部１３に対応する位置には、円形の操作表示が示されている。

特に限定されないが、操作部材１０及びベース部材２０は、ＰＣ(Poly Carbonate)、ＡＢＳ (Acrylonitrile Butadiene Styrene)、ＰＢＴ (Poly Butylene Terephtalate)、ＰＥＴ (Poly Ethylene Terephthalate)などの絶縁性の樹脂材料を用い、一般的な樹脂成形技術により形成することができる。

続いて、図３には、図１に示すスイッチモジュール１の入力操作面Ａ側から見た分解斜視図を示す。

図３に示すように、スイッチモジュール１の上面を形成する操作部材１０と、この操作部材１０とともにスイッチモジュール１のハウジングを構成するベース部材２０の底面との間には、図３に示すｚ方向に沿って上面側から、弾性シート８０と、メタルドームシート６０と、メタルドーム４０と、配線基板３０と、マイク９０とが配置されている。マイク９０は必要に応じて配置する。

入力操作がされる操作部材１０の長辺に沿う縁部にはそれぞれ２対の係止部材１０Ｆが設けられている。これら４つの係止部材１０Ｆは、入力操作面Ａの中心に対して点対称となる位置に設けられている。他方、ベース部材２０の長辺に沿う内側壁には図示しない被係止部材が形成されている。操作部材１０をベース部材２０の開口部を覆うように配置し、ベース部材２０に対して押しつけると、操作部材１０の各係止部材１０Ｆが被係止部材と係合し、操作部材１０とベース部材２０とを一体にすることができる。係合時において、係止部材１０Ｆが、操作部材１０とベース部材２０との間に設けられた他の部材と干渉しないように、弾性シート８０には係止部材１０Ｆが挿入される位置に四つの孔８０Ｆが型抜きされており、メタルドームシート６０には係止部材１０Ｆが挿入される位置に四つの切り欠き７０Ｆが形成されており、同じく配線基板３０にも同じ位置に四つの切り欠き３０Ｆが設けられている。また、本実施形態では、操作部材１０がベース部材２０に対して所定量だけ押圧移動（接近・離隔）できるように、係止部材１０Ｆと被係合部材とは所定の可動域を持たせて係合させている。

なお、本例では、操作部材１０に設けられた係止部材１０Ｆの係止面が、被係止部材の係合面に当接して係止される例にして説明するが、係合部材及び被係合部材の態様は限定されず、切り欠きと、フックなどの組み合わせなどの通常用いられる機構を採用することができる。

以下、本実施形態のスイッチモジュール１を構成する各部材について、それぞれ説明する。

まず、配線基板３０について説明する。配線基材３０は、ベース部材２０に固定されている。図４Ａは配線基板３０の平面図である。図４Ａに示すように、本実施形態のスイッチモジュール１を構成する配線基板３０は単一の基板で構成されている。また、本実施形態の配線基板３０では、単一の基板の同一の主面に、第１接点３１、第２接点３２、及びメタルドーム接点３３が形成されている。

このように、単一の配線基板３０の中央部にメタルドーム接点３３を設け、その両端部には接触によりオン信号を出力する第１接点３１と第２接点３２を設けることにより、複数の信号を出力できる多機能スイッチを実現しつつ、スイッチモジュール１の長手方向のサイズを小さくするとともに、厚さも薄くすることができる。

特に限定されないが、本実施形態における配線基板３０は、柔軟性の無い、ガラスエポキシ基材などの絶縁性基材を準備し、この絶縁性基材の一方主面に、第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点３３を含む所望のパターンの回路３９を、エッチング技術により、又は銀、銅、カーボンなどの導電材を含む導電性ペーストを用いたスクリーン印刷やインクジェット印刷により形成することにより得ることができる。

このように、単一の配線基板３０の一方主面に第１接点３１を構成する回路、第２接点３２を構成する回路及びメタルドーム接点３３を構成する回路を形成することにより、スイッチモジュール１を薄くすることができる。また、第１接点３１の回路、第２接点３２の回路を、メタルドームと接触する接点ではなく、後述する導電層６２，６３と面接触させるように構成するので、メタルドームが配線基板３０同一主面に並ぶことがなく、長手方向の大きさを小さくすることができる。つまり、本実施形態では、配線基板３０の一方主面に設けられる複数の接点のうち、メタルドーム４０と接触するのは中央のメタルドーム接点３３だけであり、他の２つの第１接点３１及び第２接点はメタルドーム４０と接触しない。

本実施形態では、単一の配線基板３０の一方主面側にメタルドーム４０と導通可能なメタルドーム接点３３が一つだけ設けられており、このメタルドーム接点３３の両側に、対向する導電層６２，６３と面接触する第１接点３１と第２設定３２とが設けられているので、一回の入力操作(押圧移動)に対して一つのメタルドーム４０が一回だけ反転させることができる。これにより、利用者が一回の入力操作(押圧移動)をした場合に、利用者にクリック感を一回だけ認識させることができる。この結果、利用者が誤操作や御認識をしにくい小型の多機能スイッチモジュール１を提供することができる。

また、同一主面に、同一の処理（エッチング処理、印刷処理）により、第１接点３１を構成する回路、第２接点３２を構成する回路及びメタルドーム接点３３を構成する回路を形成することができるので、作成が容易となり、製造コストを低減させることができる。

ガラスエポキシ基板などのリジッド基板を用いるのは、入力操作時において操作部材１０に入力された押圧力を分散させずに第１接点３１、第２接点３２、メタルドーム接点３３に伝達し、電気的な動作を安定させるためである。これにより、ユーザは小さな力でスイッチモジュール１０を操作でき、入力操作に呼応して得られるクリック感などの応答の感触を正確に知覚することができる。また、リジット基板を用いて配線基板３０を構成することにより、他に補強板を設ける必要が無く薄化を図ることができる。

さらに、同図に示すようにメタルドーム接点３３の上にはメタルドーム４０が配置されている。メタルドーム４０は、ステンレスや銅系金属などの導電性及び可撓性を持つ材料で構成されている。メタルドーム４０の形状は限定されないが、例えば、３〜６ｍｍ程度の直径、及び０．１〜０．４ｍｍ程度の高さのドーム形状の両端がカットされた小判型の形状である。このメタルドーム４０は、頭頂部４１自体が可動接点として機能し、頭頂部４１が押圧されるとドーム形状が徐々に反転変形する一方で、頭頂部４１への押圧が解除されると自己弾性により当初のドーム形状に復元するようになっている。このメタルドーム４０は、後述するメタルドームシート６０により配線基板３０に固定される。メタルドーム４０に代えて、タクトスイッチを用いることもできる。

また、図４Ｂに示すように、配線基板３０の第１接点３１の周囲の少なくとも一部の領域には第１絶縁層５１が設けられ、第２接点３２の周囲の少なくとも一部の領域には第２絶縁層５２が設けられている。また、メタルドーム接点３３及びメタルドーム４０の周囲の少なくとも一部の領域にも第３絶縁層５３が形成することができる。

第１絶縁層５１、第２絶縁層５２は、入力操作時に押圧移動する操作部材１０側に延在する。つまり、配線基板３０上に形成された第１絶縁層５１と第２絶縁層５２は入力操作の方向（図３のｚ方向）に沿って所定の高さを有する。この結果、第１接点３１と第１絶縁層５１の間、第２接点３２と第２絶縁層５２との境界には段差が形成され、第１接点３１及び第２接点３２の上面は、第１絶縁層５１及び第２絶縁層５２の上面よりも低くなっている。

特に限定されないが、絶縁層５１〜５３はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂をベースにしたカバーコートインクを用いて、スクリーン印刷により形成することができる。絶縁層５１〜５３の厚さは適宜設定することができる。絶縁層５１〜５３の高さは均一でなくてもよい。このように絶縁層５１〜５３をスクリーン印刷で形成すると、絶縁層５１〜５３をそれぞれ異なる厚さに形成することが可能となる。また、絶縁層５１〜５３は、一枚の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）、ポリイミド(polyimide)などの可撓性を有する樹脂製シートから形成することも可能である。この場合は、樹脂製シートから第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点３３に対応する領域を予め切り抜いて、配線基板３０の上に接着剤を介して貼りつけて、絶縁層５１〜５３を形成することができる。

ちなみに、絶縁層５１〜５３をカバーコートインクで構成すると、絶縁層５１〜５３を樹脂製シートで構成した場合のように、貼り付け時に必要な接着層の形成が不要となり、スイッチモジュール１の厚さをより薄くすることができる。また、絶縁層５１〜５３をカバーコートインクで構成すると、絶縁層５１〜５３を樹脂製シートで構成した場合のように、貼り付け時に精密な位置合わせが不要となり、製造コストを低減させることができる。また、樹脂製シートで構成した絶縁層５１〜５３を配線基板３０に貼り合わせるときに生じる位置ずれによる不具合を防止することができる。

先述したメタルドーム４０は、メタルドームシート６０により配線基板３０に固定される。図５Ａはメタルドームシート６０の平面図であり、操作部材１０側の第１面６０Ａを示す。図５Ｂはメタルドームシートの背面図であり、ベース部材２０側の第２面６０Ｂを示す。

図５Ａに示すように、メタルドームシート６０の略中央部であって、メタルドーム４０の頭頂部４１に対向する位置には、操作部材１０側に凸状となる凸部７０が設けられている。入力操作時において、操作部材１０がベース部材２０に対して押しつけられると、凸部７０がメタルドーム４０の頭頂部４１を押圧し、メタルドーム４０のドーム形状を徐々に反転変形させる。凸部７０の形状は限定されないが、力を受ける面が特定されない略球形などの曲面を有する形状にすることが好ましい。また、凸部７０は、メタルドームシート６０の表裏何れの面に形成してもよいが、メタルドーム６０と接しない面に形成することが好ましい。略球体の凸部７０をメタルドーム６０と接しない面に設けることにより、操作部材１０が押圧移動したときに押圧力を効率的にメタルドーム４０に伝達することができる。これにより、利用者が良好なクリック感を感じさせることができ、電気的動作を安定させることができる。

なお、凸部７０は、操作部材１０の配線基板３０側の面に設けることも可能であるが、この場合には、入力操作時の操作部材１０の動きによっては、凸部７０がメタルドーム４０の頭頂部４１からずれてしまう場合があるが、メタルドーム４０を固定するメタルドームシート６０に形成しておけば、凸部７０がメタルドーム４０の頭頂部４１からずれてしまうことがなく、凸部７０は必ずメタルドーム４０の頭頂部４１を押圧することができる。

また、図５Ｂに示すように、メタルドームシート６０の略中央領域には、固定部６１が設けられている。固定部６１にはアクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤等の粘着層が形成されている。固定部６１の粘着層がメタルドーム４０を保持しつつ、このメタルドーム４０が貼り付けられていない部分の粘着層が配線基板３０に付着してメタルドーム４０を配線基板３０に固定する。

また、図５Ｂに示すように、メタルドームシート６０の第２面６０Ｂの右端部及び左端部には、第１導電層６２と第２導電層６３とが設けられている。第１導電層６２と第２導電層６３とが設けられた本実施形態のメタルドームシート６０は、本発明のシート部材に相当する。なお、特に限定されないが、第１導電層６２と第２導電層６３は、銀ペーストやカーボンペーストをスクリーン印刷などで形成することができる。

このように、一方側の第１主面６０Ａにはメタルドーム４０を押圧する凸部７０が形成され、第２主面６０にはメタルドームを固定する固定部６１と第１導電層６２と第２導電層６３が形成されているので、別途第１導電層６２及び第２導電層６３用の基板を準備する必要がない。この結果、スイッチモジュール１をさらに薄くすることができる。このように、メタルドーム４０を固定するためには必須の部材であるメタルドームシート６０に、メタルドーム４０の押し子、第１導電層６２及び第２導電層６３を形成するので、スイッチモジュール１の製造に必要な部材品数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。

このメタルドームシート６０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate）などの合成樹脂材料から構成されるシート材料を母材とすることができる。また、メタルドームシート６０を、弾性を有する樹脂材料とすることができる。こうすることで、メタルドームシート６０に後述する弾性シート８０の機能を兼ね備えさせることができる。

また、特に限定されないが、凸部７０は、紫外線硬化樹脂を印刷し、その後硬化させることにより形成することができる。凸部７０を、第１導電層及び第２導電層６３と同様にスクリーン印刷工程で形成することにより、製造設備のコストも低減させることができる。

図５Ａ及び図５Ｂで説明したメタルドームシート６０を、図４Ｂに示す絶縁層５０が形成された配線基板３０のメタルドーム４０の上から貼りつけることにより、メタルドーム４０を配線基板３０に固定することができる。メタルドーム４０の固定時には、凸部７０がメタルドーム４０の頭頂部４１の中心と重なるようにメタルドームシート６０をメタルドーム４０及び配線基板３０の第３絶縁層５３に貼りつけることが好ましい。これにより、メタルドーム４０の頭頂部４１と操作部材１０の間に凸部７０を配置することができ、入力操作時において操作部材１０に与えられた押圧力を、凸部７０を介してメタルドーム４０の頭頂部４１に効率的に伝達することができる。

図５Ｃは、図４Ｂの配線基板３０に設けられたメタルドーム４０の上にメタルドームシート６０をセットした場合の、VC-VC線に沿う断面図である。固定されたメタルドームシート６０は、配線基板３０の主面よりも高い位置にある絶縁層５０の上面と接しており、メタルドームの第２面６０Ｂに設けられた第１導電層６２、第２導電層６３は、第１接点３１、第２接点３２と対向しつつも、所定の距離（絶縁層５０の高さ分）だけ離隔した状態となっている。図５Ｃに示すように、第１導電層６２は、配線基板３０の第１接点３１に対向し、入力操作時における押圧移動に応じて第１接点３１と接触及び離隔が可能である。

同図に示すように、無負荷時においては、第１導電層６２は第１接点３１と接していない。他方、入力操作によって操作部材１０に押圧力が付与された場合には、第１導電層６２を備えるメタルドームシート６０が第１接点３１側に押しつけられ、図５Ｃに破線で示すように、第１導電層６２の下側面が第１接点３１に接する。なお、第２導電層６３については図示をしないが、第１導電層６２と同様に、配線基板３０の第２接点３２に対向し、入力操作時における押圧移動に応じて第２接点３２と接触及び離隔が可能である。

また、メタルドームシート６０の上層側（図２のｚ方向に沿う上側）には、操作部材１０の押圧移動の方向（図２のｚ方向）に沿う弾性（復元性）を有する所定厚さの弾性シート８０が設けられている。本実施形態の弾性シート８０には、メタルドーム４０の頭頂部４１を含む領域と、係止部材１０Ｆを貫通させるための領域とが除去されている。他方、本実施形態の弾性シート８０は、第１導電層６２及び第２導電層６３を押圧するために、これらと対向する領域、及び操作部材１０の縁部に沿う領域を有している。

特に限定されないが、本実施形態の弾性シート８０としては、絶縁性又は導電性の弾性を備えたシート材料を用いることができる。

このように弾性シート８０を操作部材１０と第１導電層６２、第２導電層６３との間に配置することによって、入力操作時に操作部材１０の第１操作部１１を指でつまんで押圧すると、弾性シート８０が圧縮しつつ第１導電層６２を第１接点３１に押しつけ、オン信号を得ることができる。そして、指を離して押圧を止めると、弾性シート８０が復元しつつ、第１導電層６２を第１接点３１から離隔させてオフ信号を得ることができる。このように、入力操作時に操作部材１０の押圧移動に伴って、弾性シート８０が圧縮又は復元するので、接点に対する電気的動作を安定させることができる。第１導電層６２及び第２導電層６３が設けられたメタルドームシート６０の上に、このメタルドームシート６０とは別に配置される弾性シートは、本願発明の弾性部材に対応する。

弾性シート８０を操作部材１０の縁部とベース部材２０の縁部に沿って配置することによって、操作部材１０とベース部材２０との間の隙間を埋めて、外部からスイッチ内部が見えないようにして美観を向上させるとともに、隙間から塵や埃が進入することを防ぐことができる。

また、本実施形態では、係止部材１０Ｆが操作部材１０の可動領域を確保した状態でベース部材２０の被係止部と係合させるので、操作部材１０とベース部材２０との間に隙間ができるが、弾性シート８０が操作部材１０を押し上げるので、操作部材１０がベース部材２０に対してガタつくことを防止することができる。

本実施形態の弾性シート８０は所定厚さのシートに抜き加工をするだけで得ることができ、この弾性シート８０を操作部材１０とベース部材２０との間に挟みこむことにより、上記の効果を得つつ操作部材１０の押圧移動を補助することができるので、スイッチモジュール１の部品点数を少なくすることができ、組み立て時の工数を削減することができるので、製造コストの低減を図ることができる。

ちなみに、本実施形態では、第１導電層６２と第２導電層６３をメタルドームシート６０に形成する例を説明したが、第１導電層６２と第２導電層６３を弾性シート８０のメタルドーム４０側に向いた面に形成することも可能である。このように、第１導電層６２と第２導電層６３とが設けられた実施形態における弾性シート８０は、本発明のシート部材に相当する。この場合も、先述の例と同様に、銀ペーストやカーボンペーストをスクリーン印刷などで形成することができる。この場合は、図５Ｂに示すメタルドームシート６０の第１導電層６２と第２導電層６３を除去し、弾性シート８０に形成した第１導電層６２と第２導電層６３が配線基板３０の第１接点３１と第２接点３２にそれぞれ対向するようにする。

また、弾性シート８０の材料としては、導電性のシリコンスポンジや導電性ウレタンスポンジなどを用いることができる。弾性シート８０が導電性を備える場合には、メタルドームシート６０に第１導電層６２と第３導電層６３を形成しなくても、弾性シート８０が第１導電層６２と第２導電層６３を備えることができる。このように、第１導電層６２と第２導電層６３の機能を備えた導電性の弾性シート８０は、本発明のシート部材に対応する。

以上の各構成を用いて、以下の方法によって、本発明の実施形態に係るスイッチモジュール１を得る。

まず、操作部材１０及びベース部材２０を、ＡＢＳ (Acrylonitrile Butadiene Styrene)などの樹脂材料を一般的な樹脂成型技術により成形する。

並行して、ガラスエポキシ樹脂などの剛性のある基板を準備する。そして、基板の主面に金属箔を形成し、一般的なエッチング技術により所定領域を除去し、第１接点３１、第２接点３２、メタルドーム接点３３を含む回路を形成する。または基板導電性ペーストを用いて第１接点３１、第２接点３２、メタルドーム接点３３を含む回路をスクリーン印刷で形成する。さらに、第１接点３１を取り囲む第１絶縁層５１、第２接点３２を取り囲む第２絶縁層５２、メタルドーム接点３３及びメタルドーム４０を取り囲む第３絶縁層５３を、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂をベースにしたカバーコートインクを用いてスクリーン印刷により形成する。配線基板３０は箱型のベース部材２０の収容部に収容する。なお、必要に応じてマイク９０を先に配線基板３０に実装しておく。

そして、準備した小判型のメタルドーム４０を、その頭頂部４１がメタルドーム接点３３と対向する位置に配置する。

並行して、メタルドームシート６０を作製しておく。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの絶縁シートをメタルドーム４０と、第１接点３１及び第２接点３２とを覆う形状に型抜きする。そして、メタルドームシート６０の一方主面の略中央にメタルドーム４０の頭頂部領域に相当する円形領域に紫外線硬化樹脂を印刷し、紫外線を照射して略球形の凸部７０を形成する。また、メタルドームシート６０の他方主面のメタルドーム４０と対向する部分にはシリコーン系粘着剤等の粘着層を有する固定部６１を形成するとともに、第１接点３１及び第２接点３２を覆う第１導電層６２と第２導電層６３を、カーボンペーストを用いてスクリーン印刷により形成する。

配線基板３０の上に配置されたメタルドーム４０の頭頂部４１と凸部７０とが対向するようにメタルドームシート６０を、メタルドーム４０の上から被せ、固定部６１によりメタルドーム４０を配線基板３０に固定する。

そして、シリコーン樹脂シート等を所定形状に型抜きした弾性シート８０を、メタルドームシート６０の上に積層する。

最後に、操作部材１０をベース部材２０の開口部を覆うようにセットし、押圧方向（図３のｚ方向）に沿って押圧する。すると、操作部材１０に設けられた係止部材１０Ｆがベース部材２０に設けられた被係止部材と係合する。

続いて、図６Ａ〜図６Ｃに基づいて、本発明に係る実施形態のスイッチモジュール１の作用を説明する。

図６Ａは図２のVI-VI線に沿う断面図、図６Ｂはスイッチモジュールの作用を説明するための第１の断面図(図６Ａに対応する図)、図６Ｃはスイッチモジュールの作用を説明するための第２の断面図(図６Ａに対応する図)である。

図６Ａに示すように、操作部材１０に対して負荷が与えられていない（入力操作がされていない）場合には、メタルドーム４０は元々の形状を保ち、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは非接触の状態である。また、この状態においては、図５Ｃに示すように、第１接点３１と第１導電層６２は離隔しており、第２接点３２と第２導電層６３も離隔している。

図６Ｂは、第１操作部１１の近傍に、比較的弱い押圧力Ｘ１を印加した場合の状態を示す。図６Ｂに示すように、メタルドーム４０は元々の形状を保ち、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは非接触の状態である。また同図に示すように、第１操作部１１の近傍（端部）を押圧すると、反対側の第２操作部１２の近傍（端部）がベース部材２０から離隔する。この状態においては、第１接点３１と第１導電層６２が接触し、第２接点３２と第２導電層６３は離隔している。

なお、第１接点３１と第１導電層６２が接触する状態は独立の図面で示さないが、操作部材１０の押圧移動に伴い、弾性シート８０が圧縮され、圧縮された弾性シート８０を介してメタルドームシート６０が押下されると、メタルドームシート６０の裏面側である第２面６０Ｂに形成された第１導電層６２が配線基板３０に押しつけられ、第１導電層６２の下面（第１接点３１と接触する面）は図５Ｃに破線で示した位置に移動する。この状態において、第１接点３１と第１導電層６２が接触し、オン信号が出力される。第２接点３２と第２導電層６３との接触も同様である。

図６Ｃは、第１操作部１１の近傍に、比較的強い押圧力Ｙ１（Ｘ１＜Ｙ１）を印加した場合の状態を示す。図６Ｃに示すように、メタルドーム４０は頭頂部４１が潰れて変形し、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは接触した状態である。また同図に示すように、第１操作部１１の近傍（端部）を強く押圧すると、反対側の第２操作部１２の近傍（端部）がベース部材２０からさらに離隔する。この状態においては、図５Ｃに示す第１接点３１と第１導電層６２が接触し、第２接点３２と第２導電層６３は離隔している。

図６Ｂ、図６Ｃに示すように、第１操作部１１（又は第２操作部１２）を押圧すると、メタルドーム４０の頭頂部４１に設けられた凸部７０が支点として機能し、操作部材１０がシーソーのように動くので、他端側の第２操作部１２（又は第１操作部１１）がベース部材２０内の配線基板３０から離隔する方向に移動する。これにより、入力操作時においては、第１接点３１と第２接点３２の何れか一方のみが第１導電層６２又は第２導電層６３と導通し、一つのオン信号を出力するので、利用者の誤操作を防止することができる。

なお、本実施形態のスイッチモジュール１は、第２操作部１２に押圧力Ｘ１を印加した場合は図６Ｂと同様に動作し、第２操作部１２に押圧力Ｙ１を印加した場合は図６Ｃと同様に動作する。

本実施形態のスイッチモジュール１から出力された信号は、イヤホン２００のコネクタ２０１を介して携帯オーディオ装置１００へ出力される。

本実施形態の携帯オーディオ装置１００は、特に限定されないが、第１接点３１及びメタルドーム接点３３のオン信号、第２接点３２及びメタルドーム接点３３のオン信号、又は第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点３３のオン信号のそれぞれに互いに異なる動作を対応づけて記憶し、各オン信号を受信したときにこのオン信号に対応づけられた動作を実行する。

つまり、本実施形態の携帯オーディオ装置１００は、第１接点３１のオン信号だけでは動作を実行せず、加えてメタルドーム接点３３のオン信号が取得された場合に対応する動作を実行する。具体的には、図６Ｂの比較的弱い押圧力Ｘ１が印加された状態では動作を実行せず、さらに比較的強い押圧力Ｙ１が印加された状態で動作を実行する。携帯オーディオ装置１００の利用者が、スイッチモジュール１の端（第１操作部１１、第２操作部１２）を指でつまんで押圧を開始しても、すぐには動作が実行されない。利用者がさらに押圧する力を強めると、このときに対応づけられた動作が実行される。動作が実行されるような入力操作をした場合には、利用者はメタルドーム４０が反転するクリック感を得ることができる。つまり、利用者はクリック感によって、自己の入力操作が有効(実行される)か否かを認識することができる。

本実施形態のスイッチモジュール１においては、第１接点３１を第１導電層６２に接触させる（又は第２接点３２を第２導電層６３に接触させる）ための荷重を、メタルドーム接点３３とメタルドーム４０とを導通させるための荷重よりも低く設定している。本実施形態のスイッチモジュール１では、第１接点３１と第２接点３２をメタルドームスイッチではなく、接点接触型のスイッチで構成したので、弱い押圧力でも導通してしまう場合がある。このため、利用者が操作の意思なく接点を押してしまった場合にも、音楽再生などの動作を開始してしまう場合がある。このため、本実施形態では、第１接点３１と第１導電層６２の接触（又は第２接点３２と第２導電層６３の接触）のみでは機能を実行させずに、さらに、メタルドーム接点３３とメタルドーム４０とを導通させるための荷重を、第１接点３１と第１導電層６２とを導通させるための荷重よりも高く設定したので、利用者が操作の意思を持たずに接点を(弱く)押してしまった場合を識別し、そのような場合には動作を開始させないようにした。

さらに、入力操作時に操作部材１０の第３操作部１３を押圧した場合の動作を図７Ａ〜図７Ｃに基づいて説明する。図７Ａは図２のVI-VI線に沿う断面図、図７Ｂはスイッチモジュールの他の作用を説明するための第１の断面図(図７Ａに対応する図)、図７Ｃはスイッチモジュールの他の作用を説明するための第２の断面図(図７Ａに対応する図)である。

図７Ａは図６Ａと同じように、操作部材１０に対して負荷が与えられていない（入力操作がされていない）場合を示す図である。メタルドーム４０は元々の形状を保ち、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは非接触の状態である。

図７Ｂは、第３操作部１１の近傍に、比較的弱い押圧力Ｘ２を印加した場合の状態を示す。図７Ｂに示すように、メタルドーム４０は元々の形状を保ち、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは非接触の状態である。この状態においては、第１接点３１と第１導電層６２が接触するとともに、第２接点３２と第２導電層６３も接触している。

図７Ｃは、第３操作部１３の近傍に、比較的強い押圧力Ｙ２（Ｘ２＜Ｙ２）を印加した場合の状態を示す。図７Ｃに示すように、メタルドーム４０は頭頂部４１が潰れて変形し、メタルドーム４０とメタルドーム接点３３とは接触した状態である。この状態においては、第１接点３１と第１導電層６２が接触するとともに、第２接点３２と第２導電層６３も接触している。

図７Ｂ、図７Ｃに示すように、第３操作部１３を押圧すると、操作部材１０がベース部材３側に平行移動するので、第１操作部１１及び第２操作部１２が配線基板３０から接近する方向に移動する。これにより、入力操作時においては、第１接点３１と第２接点３２が第１導電層６２又は第２導電層６３と導通するとともに、メタルドーム接点３３がメタルドームと４０と導通した信号を出力する。

先述した例と同様に、本実施形態のスイッチモジュール１から出力された信号は、イヤホン２００のコネクタ２０１を介して携帯オーディオ装置１００へ出力される。

第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点３３のオン信号には、第１接点３１及びメタルドーム接点３３のオン信号、第２接点３２及びメタルドーム接点３３のオン信号とは異なる動作が対応づけられているので、利用者は操作部材１０の中心部分を強く押すことにより、特定の指令を入力することができる。

各信号は、携帯オーディオ装置１００において互いに異なる所定機能を実現する実行命令と予め対応づけられており、取得された各信号に応じて携帯オーディオ装置１００の所定の機能が実行される。例えば、利用者は、操作部材１０の第１操作部１１、第２操作部１２、又は第３操作部１３を押圧し、プログラムリストの表示、スクロール、選択されたプログラムの実行(再生)、停止、一時停止、送り、戻し、又はボリュームの調節などの異なる機能を実行させることができる。

本実施形態の携帯オーディオ装置１００は、第１接点３１及び第２接点３２のオン信号だけでは動作を実行せず、加えてメタルドーム接点３３のオン信号が取得された場合に対応する動作を実行する。具体的には、図７Ｂの比較的弱い押圧力Ｘ２が印加された状態では動作を実行せず、さらに比較的強い押圧力Ｙ２が印加された状態で動作を実行する。つまり、携帯オーディオ装置１００の利用者が、スイッチモジュール１の中心を指でつまんで押圧を開始してもすぐには動作が実行されない。利用者がさらに押圧する力を強め、利用者がメタルドーム４０の反転したときのクリック感を得たら、対応づけられた動作が実行される。このため、利用者は自身の入力操作が認識しやすく、それが携帯オーディオ装置１００側に認識されたか否かを確認することができる。

ところで、従来の多機能のスイッチのように、一度の入力操作により押圧力が付与されるメタルドームが複数あると、利用者が特定の一つのメタルドームを押圧しようとしたにもかかわらず、複数のメタルドームがオン状態になってしまい、誤動作が生じる場合がある。特に小型のスイッチモジュールでは利用者が特定のメタルドームとともに他のメタルドームを押してしまうといった誤操作も起こり易い。これに対して、本実施形態のスイッチモジュール１は、一対の導電層６２、６３と、その間に一つのメタルドームとを配置したので、多機能のスイッチを実現するための複数の接点を備えながらも、誤動作及び誤操作を防ぐことができる。

また、利用者が特定の一つのメタルドームを押圧しようとしたにもかかわらず、複数のメタルドームが反転してしまうと、利用者は複数回のクリック感を感知することになり、自分の入力操作とクリック感が一致せずに、違和感を覚える場合がある。これに対して、本実施形態のスイッチモジュール１では、一対の導電層６２、６３の間に一つだけメタルドーム４０を設けたので、第１操作部１１を押圧しても、第２操作部１２を操作しても、また第３操作部１３を操作しても、単一のクリック感が得られるので、安定した応答（クリック感）に基づいて、入力操作を行うことができる。

＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態に係るスイッチモジュール１を示す斜視図、図９は、本発明の第２実施形態に係る配線基板の絶縁層が形成された配線基板の平面図である（第１実施形態の図４Ｂに相当する平面図）。

図８に示すように、本実施形態のスイッチモジュール１の操作部材１０及びベース部材２０の平面形状が、４つの角部を有するひし形状である。第２実施形態のスイッチモジュール１は、第１実施形態のものと接点の数及び配置が異なるが、基本的な構成及び作用は共通する。ここでは、異なる点を中心に説明する。

同図に示すように、操作部材１０の各角部には、第１操作部１１、第２操作部１２、第４操作部１４、第５操作部１５が配置されている。また、第１操作部１１と第２操作部１２の中心位置であり、かつ第４操作部１４と第５操作部１５の中心位置には、第３操作部１３が設けられている。

また、図９に示すように、配線基板３０には、第１操作部１１に押圧される第１接点３１、第２操作部１２に押圧される第２接点３２、第３操作部１３に押圧されるメタルドーム接点３３、第４操作部１４に押圧される第４接点３４、第５操作部１５に押圧される第５接点３５が設けられている。図示はしないが、配線基板３０の上に積層されるメタルドームシート６０には、第１接点３１に対向する第１導電層、第２接点３２に対向する第２導電層、メタルドーム接点３３に対向する第３導電層、第４接点３４に対向する第４導電層、第５接点３５に対向する第５導電層が形成されている。

第２実施形態の第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点３３に関する動作は、第１実施形態の対応する構成のものと共通する。また、第２実施形態の第４接点３４、第５接点３５及びメタルドーム接点３３は、第１実施形態の第１接点３１、第２接点３２及びメタルドーム接点にそれぞれ対応し、これらの動作は共通する。

例えば、第４操作部１４（又は第５操作部１５）を押圧すると、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、メタルドーム４０の頭頂部４１に設けられた凸部７０を支点として操作部材１０がシーソーのように動くので、他端側の第５操作部１５（又は第４操作部１４）がベース部材２０内の配線基板３０から離隔する方向に移動する。これにより、入力操作時においては、第４接点３４と第５接点３５の何れか一方のみが第４導電層又は第５導電層と導通し、一つのオン信号を出力する。この結果、スイッチモジュール１側の誤動作、及び利用者の誤操作を防止することができる。

その他の点においても、第２実施形態のスイッチモジュール１は、第１実施形態のスイッチモジュール１と共通の作用を奏し、共通の効果を奏する。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１００…携帯オーディオ装置、電子機器
２００…イヤホン
２０１…コネクタ
２０２ａ，２０２ｂ…イヤホン
２０３ａ，２０３ｂ…コード
１…スイッチモジュール
１０…操作部材
１１…第１操作部、１２…第２操作部、１３…第３操作部、１４…第４操作部、１５…第５操作部
１０Ｆ…係止部材
２０…ベース部材
３０…配線基板
３１…第１接点、３２…第２接点、３３…メタルドーム接点、３４…第４接点、３５…第５接点
３９…回路（３１〜３５の接点を含む）
４０…メタルドーム
４１…頭頂部
５０…絶縁層
５１…第１絶縁層、５２…第２絶縁層
６０…メタルドームシート、シート部材
６１…固定部
６２…第１導電層(導電層)
６３…第２導電層（導電層）
７０…凸部
８０…弾性シート、シート部材
９０…マイク部材

Claims (8)

1. スイッチモジュールの入力操作時に、ベース部材に対して押圧移動がそれぞれ可能な一対の第１操作部及び第２操作部と、前記一対の第１操作部及び第２操作部の間に配置される第３操作部と、を有する操作部材と、
   前記操作部材の下側に配置されたベース部材に固定され、前記第１操作部に押圧される第１接点と、前記第２操作部に押圧される第２接点と、前記第３操作部に押圧されるメタルドームを有するメタルドーム接点と、を含む回路を備えた単一の配線基板と、
   前記操作部材と前記配線基板との間に設けられ、前記配線基板の前記第１接点に対向し、前記押圧移動に応じて前記第１接点と接触及び離隔が可能な第１導電層と、前記第２接点に対向し、前記押圧移動に応じて第２接点との接触及び離隔が可能な第２導電層とを備えたシート部材と、を有することを特徴とするスイッチモジュール。
2. 請求項１に記載のスイッチモジュールであって、
   前記第１接点、前記第２接点及びメタルドーム接点は、前記配線基板の同一の主面に形成されたことを特徴とするスイッチモジュール。
3. 請求項１に記載のスイッチモジュールであって、
   前記配線基板は、前記第１接点の周囲の少なくとも一部の領域に設けられ、前記第１導電層側に延在する第１絶縁層と、前記第２接点の周囲の少なくとも一部の領域に設けられ、前記第２導電層側に延在する第２絶縁層とを有することを特徴とするスイッチモジュール。
4. 請求項１に記載のスイッチモジュールであって、
   前記シート部材は、前記メタルドームを前記配線基板に固定する固定部を有すること特徴とするスイッチモジュール。
5. 請求項４に記載のスイッチモジュールであって、
   前記シート部材は、前記メタルドームの頭頂部を押圧する凸部を有することを特徴とするスイッチモジュール。
6. 請求項１に記載のスイッチモジュールであって、
   前記シート部材は、前記操作部材の押圧移動の方向に沿う弾性を有する部材であることを特徴とするスイッチモジュール。
7. 請求項１に記載のスイッチモジュールであって、
   前記操作部材と前記配線基板との間に設けられ、前記操作部材の押圧移動の方向に沿う弾性を有する弾性部材をさらに有することを特徴とするスイッチモジュール。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のスイッチモジュールから出力された、前記第１接点及び前記メタルドーム接点のオン信号、前記第２接点及び前記メタルドーム接点のオン信号、又は前記第１接点、前記第２接点及び前記メタルドーム接点のオン信号のそれぞれに互いに異なる動作を対応づけ、前記各オン信号を受信したときに当該オン信号に対応づけられた動作を実行することを特徴とする電子機器。

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