JP2776130B2 - メンブレンスイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメンブレンスイッチに係
わり、特にゴムアクチュエータを用いたスイッチにおい
て、スイッチ孔の中の空気の逃げをよくして、開閉動作
の追従性を向上させたメンブレンスイッチに関する。

【０００２】近年、情報処理の大衆化に伴い、人間と機
械のインタフェースにいろいろな入出力装置が用いられ
るようになっている。その中で、情報の入力装置として
用いられるキーボードは一般大衆にも馴染の深い身近な
存在になってきている。

【０００３】キーボードは単独で用いられることは少な
く、大概は親機器の入力端末として付設して用いられ
る。従って、親機器の形態によって、キーの数が百数十
キーもあるフルキーボードと呼ばれる大型のものから、
テンキーなどの小型のものまでいろいろな形態がある。
しかし、どのような形態のキーボードにしろ、親機器の
小形化、低価格化の要請に対して如何に応えるかが製造
技術の上から重要な課題となっている。

【０００４】

【従来の技術】キーボードの基本的な構成は、並設され
た複数個のキースイッチである。このキースイッチはい
ろいろな形式があるにせよ、指で直に触れて押下するキ
ートップと、電気接点であるスイッチ素子と、キートッ
プとスイッチ素子の中間に設けられて、キートップの押
下力をスイッチ素子の開閉動作に変換するアクチュエー
タの三つの部材からなる。

【０００５】かつて、キーボードの主流は、接点を機械
的に接触させて導通を取るスイッチ素子をプリント基板
の上に並べて実装したキーボードであった。しかし、こ
のような単体のキースイッチを並べる形式はいわば枯れ
た技術になってきており、低背、低価格指向が限界にき
ている。それに替わって、より低背、低価格化を狙った
キーボード用のメンブレンスイッチが開発された。

【０００６】メンブレン（Membrane) とは薄い膜のこと
であり、スクリーン印刷などによって接点を形成した誘
電体フィルムを組み合わせていわゆるメンブレンスイッ
チを構成し、このメンブレンスイッチを用いたキーボー
ドがメンブレンキーボードである。多数のスイッチ素子
を一括形成することができるばかりでなく、厚みが薄
く、価格も安く、最近では信頼性も向上したので、ＯＡ
機器用などのキーボードの主流になってきている。

【０００７】一方、このメンブレンスイッチを開閉する
アクチュエータには、従来から整形した金属ばねが用い
られている。しかし、メンブレンスイッチが一括形成で
きる特長を活かして、現在では、例えば注型成形とか低
圧成形によって一括形成したゴムアクチュエータがよく
用いられるようになってきている。

【０００８】図２はゴムアクチュエータを用いたメンブ
レンスイッチの一例の断面図で、図２（Ａ）は一般形の
キースイッチ、図２（Ｂ）は低背形のキースイッチ、図
２（Ｃ）は高寿命・消音形キースイッチである。図にお
いて、１は上部シート、２は下部シート、３は接点、４
は間隔シート、５はスイッチ孔、10はメンブレンスイッ
チ、11はゴムアクチュエータ、11a は突起、11b はスト
ッパ、12はスライダ、13はハウジング、14はキートッ
プ、20はキースイッチである。

【０００９】図において、メンブレンスイッチ10は、例
えば、厚みが 100μｍ程度のポリエステル製の上部シー
ト１と下部シート２に、それぞれＸ方向とＹ方向に接点
３が被着されており、その上部シート１と下部シート２
を、厚みが80μｍ程度の間隔シート４に穿設されたスイ
ッチ孔５を介して接点３が交叉するように重ねた構成に
なっている。

【００１０】アクチュエータ11は、シリコンゴムなどを
成形して構成されており、ドーム状に膨らんで上方に弾
付勢された形状になっており、ゴムアクチュエータとも
呼ばれている。内頂部には突起11a が設けられており、
その突起11a がメンブレンスイッチ10の真上に位置する
ように配設されている。

【００１１】スライダ12はハウジング13に上下に滑動自
在に嵌合しており、下端部がゴムアクチュエータ11の頭
部の載って上方に付勢されている。スライダ12の頭部は
キートップ14になっているが、別個にキーキャップを冠
着させる構成もある。

【００１２】図２（Ａ）に示した一般形のキースイッチ
20の場合には、キートップ14を押下した際のキーの沈み
代に相当するストロークＳとゴムアクチュエータ11の内
頂部の高さδの関係は、Ｓ＜δになっている。従って、
キートップ14を押下してもスライダ12が機械的に停止
し、メンブレンスイッチ10の上部シート１を押下するの
は突起11a のみとなっている。

【００１３】図２（Ｂ）に示したような薄形化を重視し
た低背形のキースイッチ20の場合には、Ｓ≧δの関係に
なっている。そのため、キートップ14を押下すると深く
沈み込み、ゴムアクチュエータ11の突起11a 以外のドー
ムが撓んで変形した部分もメンブレンスイッチ10の上部
シート１に当たって押下する。その結果、メンブレンス
イッチ10のスイッチ孔５の押下量が大きくなる。つま
り、スイッチ孔５の中の空気の排出量が大きくなる。

【００１４】図２（Ｃ）に示した高寿命で打鍵音を消す
ことを重視したキースイッチ20の場合には、Ｓ＜δの関
係になっている。そして、ゴムアクチュエータ11は、内
頂部にストッパ11b が突出した構成になっている。

【００１５】このキースイッチ20の構成では、キートッ
プ14が押下されてゴムアクチュエータ11が撓んだ際、ス
トッパ11b がメンブレンスイッチ10の上部シート１に衝
き当たるので、ゴムアクチュエータ11の無理な撓みが抑
えられる。また、衝合面積が大きくなるので、衝突音が
小さくなる効果がある。

【００１６】しかし、メンブレンスイッチ10のスイッチ
孔５を押し込む押下量も増えるので、スイッチ孔５の中
の空気の排出量がさらに大きくなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、ゴムアク
チュエータによってメンブレンスイッチを押下する形態
のキースイッチを用いたメンブレンキーボードにおいて
は、低背形にしたり、長寿命、低騒音にしたりするに従
って、メンブレンスイッチのスイッチ孔の中の空気の排
気量が大きくなってくる。

【００１８】こうした理由から、メンブレンスイッチの
上部シートが撓み難くなる。その結果、スイッチの開閉
動作が鈍くなって、押下に対するスイッチの追従性が悪
くなる。そして、チャタリングが生じてキー誤入力とな
ることが間々起こる。

【００１９】そこで本発明は、メンブレンスイッチのス
イッチ孔の中の空気を逃げ易くして、ゴムアクチュエー
タで押下してもよい開閉性能を示すメンブレンスイッチ
を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、上部
シートと下部シートとのそれぞれに塗着された接点が間
隔シートに配設されたスイッチ孔を介して対向するよう
に重層されたメンブレンスイッチであって、 前記上部シ
ートの下面と前記下部シートの上面とのそれぞれが、前
記接点の周に位置し、かつ前記接点と同時に塗着形成さ
れた複数個の凸部を有し、 前記上部シートと間隔シート
と間隔シートとを重層した際、前記凸部が、前記間隔シ
ートと前記上部シートおよび前記下部シートとのそれぞ
れの間に、前記スイッチ孔に連通した流気間隔を形成さ
せるように構成されたメンブレンスイッチによって解決
される。

【００２１】

【作用】従来のゴムアクチュエータを用いたメンブレン
スイッチは、スイッチ孔の中の空気が閉じ込められてい
たために、スイッチの開閉動作が鈍くなって不具合を起
こす傾向にあった。それに対して、本発明においては、
スイッチ孔の中の空気が自在に分散して逃げられるよう
にしている。

【００２２】つまり、スイッチ孔の周りに凸部を設け、
間隔シートを挟んで上部シートと下部シートを重層した
際に、凸部によってスイッチ孔の周りの上部シートと間
隔シート間、あるいは下部シートと間隔シート間に連続
的に流気間隙を形成するようにしている。そして、上部
シートが押下されたとき、スイッチ孔の中に閉じ込めら
れている空気を流気間隙を通して回りのスイッチ孔の中
へ分散させるようにしている。

【００２３】こうすると、上部シートを押下した際の撓
みが円滑に行われるようになり、打鍵の追従性もよくな
る。そして、チャタリングなどの打鍵に伴う不具合を防
ぐことができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の第一の実施例の説明図で、図
１（Ａ）は要部の拡大断面図、図１（Ｂ）は一例の斜視
図、図１（Ｃ）は他の例の斜視図である。図において、
１は上部シート、２は下部シート、３は接点、４は間隔
シート、５はスイッチ孔、６は凸部、７は流気間隙、10
はメンブレンスイッチである。

【００２５】実施例：１ 図１（Ａ）において、例えば厚みが 100μｍ程度のポリ
エステルフィルムからなる上部シート１と下部シート２
には、互いに交叉するように接点３が塗着されている。
また、この接点３が対向するようにスイッチ孔５が穿た
れた、例えば厚みが 80μｍ程度のポリエステルフィル
ムからなる間隔シート４を挟んで、上部シート１と下部
シート２が重層されたとき、上部シート１と間隔シート
４、あるいは下部シート２と間隔シート４の少なくとも
一方に隙間が空くように凸部６が設けられている。

【００２６】この凸部６はスイッチ孔５を取り巻くよう
に設けられており、上部シート１が押下されてスイッチ
孔５の中の空気が圧縮された際、凸部６の隙間が流気間
隙７となって空気が周囲に流れる。そして、上部シート
１の押下動作が円滑に行われるようになる。

【００２７】この凸部６は、図１に示したように上部シ
ート１と下部シート２のどちらかに設けてもよく、両方
に設けてもよい。また、いろいろな形状で設けることが
でき、例えば、図１（Ｂ）に示したように点状でも、図
１（Ｃ）に示したように円弧状でもよい。そして、矢印
に示したようにそれぞれの凸部６同士の隙間が流気間隙
７となっている。

【００２８】ところで、上部シート１や下部シート２に
設けられる接点３は、スクリーン印刷によって塗着され
る場合が多い。そこで、凸部６も同一の塗着工程によっ
て形成すれば一つの工程で接点３と凸部６を同時に形成
することができてより効率的である。

【００２９】

【００３０】

【００３１】ところで、スイッチ孔５の中の空気を逃が
すために、スイッチ孔５を外気に開口することは、接点
３の信頼性に不具合が生じて好ましくないことがある。
しかし、本発明によれば、外気とは連通せずにスイッチ
孔５の中の空気を流気間隙７に分散させて上部シート１
の押下を円滑に行うようにしている。

【００３２】

【発明の効果】特にゴムアクチュエータを押下手段とし
て用いた従来のメンブレンスイッチは、低背形にした
り、長寿命、低騒音にしたりするに従って、メンブレン
スイッチのスイッチ孔の中の空気の排気量が大きくなっ
てくるが、本発明によれば、スイッチ孔の周りに流気間
隙を設けて孔の中の空気を分散させるようにし、スイッ
チの開閉動作が鈍くならない。

【００３３】その結果、今後民生用から産業用までます
ます需要の拡大が期待されるメンブレンスイッチを用い
たメンブレンキーボードの打鍵の追従性と信頼性の向上
に対して、本発明は寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例の説明図で、（Ａ）は
要部の拡大断面図、（Ｂ）は一例の斜視図、（Ｃ）は他
の例の斜視図である。

【図２】 ゴムアクチュエータを用いたメンブレンスイ
ッチの一例の断面図で、（Ａ）は一般形のキースイッ
チ、（Ｂ）は低背形のキースイッチ、（Ｃ）は高寿命・
消音形キースイッチである。

【符号の説明】

１ 上部シート ２ 下部シート ３ 接点 ４ 間隔シート ５ スイッチ孔 ６ 凸部 ７ 流気間隙 10 メンブレンス
イッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 淳一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 八木 益男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 実開 平２−102628（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−3620（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−63736（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 13/70 G06F 3/02 330 H01H 13/52

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部シートと下部シートとのそれぞれに
   塗着された接点が間隔シートに配設されたスイッチ孔を
   介して対向するように重層されたメンブレンスイッチで
   あって、前記上部シートの下面と前記下部シートの上面とのそれ
   ぞれが、前記接点の周に位置し、かつ前記接点と同時に
   塗着形成された複数個の凸部を有し、 前記上部シートと間隔シートと間隔シートとを重層した
   際、前記凸部が、前記間隔シートと前記上部シートおよ
   び前記下部シートとのそれぞれの間に、前記スイッチ孔
   に連通した流気間隔を形成させる ことを特徴とするメン
   ブレンスイッチ。