JP3197919B2 - 押圧スイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子機器のパネル面
などに配置され、押圧操作により動作する押圧スイッチ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の押圧スイッチ装置は、間隙を設
けて配置した複数層の絶縁シートの各対向面に導体層に
よって形成した複数の接点を設けたシート型のスイッチ
体を、下面側に接する支持面を有する支持体で支持する
とともに、上面側に各接点の箇所を押圧してスイッチ操
作を行わせる押圧体または押圧層を設けて構成されてい
る。

【０００３】そして、スイッチ体の部分は、一般に、メ
ンブレンスイッチ構成のものが用いられ、押圧操作部分
は、押しボタン状に突出した押圧体または操作箇所を印
刷したシート状の押圧層を設けたトップシート構成のも
のが用いられている。また、支持体の部分は、透明体に
して下面側または側面側の要所に光源体を設けて照明す
る構成のものと、不透明体にして照明しない構成のもの
とがある。

【０００４】以下、スイッチ体と押圧体または押圧層の
部分を、メンブレンスイッチ構成とトップシート構成と
のものによって説明する。図１０に従来の押圧スイッチ
装置の構造を示す。この例では、照明付押圧スイッチ装
置の場合を示す。図中１はプリント配線基板を示す。こ
のプリント配線基板１に発光ダイオードのような光源２
が植設され、プリント配線基板１に供給される電力によ
って、これら光源２が点灯される。

【０００５】プリント配線基板１の上面には、例えばア
クリル板のような透明板によって構成される導光板とし
て作用するメンブレンシート支持体３が積層される。メ
ンブレンシート支持体３には穴３Ａが形成され、この穴
３Ａに光源２が挿入され、メンブレンシート支持体３に
光源２の光を有効に入射する構造としている。メンブレ
ンシート支持体３の上面にはメンブレンシート４が接着
剤によって接着されて積層される。メンブレンシート４
は周知のように７層の光透過性絶縁シートが適当な厚み
を有するスペーサを介して積層合体される。これら積層
合体された絶縁シートの互いに対向する面に接点が形成
され、この接点が押圧操作によって接触することによ
り、接点信号を発信する。

【０００６】メンブレンシート４の上面にはキィートッ
プ５が被せられる。この例では、光透過性の例えばシリ
コンゴムによって形成された複数のキィーが一体成形さ
れたキィートップ５を被せる。キィートップ５の裏面に
形成した突部５Ａによってメンブレンシート４に形成し
た接点の対向部分を押圧操作するように構成した場合を
示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の押圧スイッチ装
置において、温度変動を与えるとメンブレンシート４が
無操作状態であるにもかかわらず、接点信号を発信する
事故が起きる欠点がある。特に常温から低温に下がった
ときに接触事故が発生する傾向にある。その原因はメン
ブレンシート４を構成する絶縁シートと、導光板３は接
着剤で接着されていたにもかかわらず、これらは互いに
熱膨張係数が異なっている。従って、熱膨張係数が異な
る導光板３とメンブレンシート４とを接着剤によって接
着した場合には、温度変化が与えられると、メンブレン
シート４と導光板３との間で歪みが発生し、この歪みに
よってメンブレンシート４の接点が接触事故を起こすも
のと考えられる。この誤動作はメンブレンシート支持体
３が透明アクリル板であることに限られるものでなく、
むしろ熱膨張係数が大きい金属板に接着した場合に顕著
に表れる。

【０００８】この欠点を回避するために、メンブレンシ
ート４を構成するスペーサの厚みを大きく採り、接点間
の間隙を大きくすることが考えられるが、メンブレンシ
ートにおける接点間の間隙を大きく採ると、押圧操作が
大きくなり、操作性が悪くなる不都合が生じる。この発
明の目的は温度の変化があってもメンブレンシートが誤
動することのない押圧スイッチ装置を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、間隙を設
けて配置した複数層の絶縁シートの各対向面に導体層に
よって形成した複数の接点を設けたシート型のスイッチ
体を、下面側に接する支持面を有する支持体で支持する
とともに、上面側に各接点の箇所を押圧してスイッチ操
作を行わせる押圧体または押圧層を設けた押圧スイッチ
装置において、スイッチ体の温度変化による変形を解消
するために、スイッチ体を支持面に接着することなく支
持する非接着支持手段と、スイッチ体の周縁の所要箇所
に設けた枠部によってスイッチ体の平面方向の移動を制
止する平面方向制止手段とを設けた構成、またはスイッ
チ体の温度変化による変形を解消するために、スイッチ
体の所要の１箇所または数箇所のみを支持面に接着して
支持する要所接着支持手段を設ける構成などにより、上
記の課題を解決し得るようにしたものである。

【００１０】

【実施例】図１にこの発明による押圧スイッチ装置の構
造を示す。この発明の特徴とする構造は、メンブレンシ
ート支持体３のシート支持面３Ｂにスイッチ体を構成す
るメンブレンシート４を位置決めするように係わり合わ
せ、つまり係合して支持する平面方向制止手段６を設け
た点にある。

【００１１】メンブレンシート４はスイッチを形成した
メンブレンシートスイッチ部４Ａと、このメンブレンシ
ートスイッチ部４Ａの各スイッチから発信される接点信
号を出力するための回路パターンを収納したメンブレン
シートリード部４Ｂとによって構成される。図１の例で
はメンブレンシート支持体３のシート支持面３Ｂに形成
したメンブレンシートスイッチ部４Ａを収納する凹部面
６Ａと、メンブレンシートリード部４Ｂを収納する凹溝
６Ｂによって平面方向制止手段６を構成した場合を示
す。凹部面６Ａと凹溝６Ｂの深さはメンブレンシートス
イッチ部４Ａとメンブレンシートリード部４Ｂの厚みに
ほゞ等しいか、あるいはこれよりわずかに浅く形成す
る。

【００１２】メンブレンシートスイッチ部４Ａの幅はメ
ンブレンシートリード部４Ｂの幅より大きく形成され
る。従って、メンブレンシートスイッチ部４Ａとメンブ
レンシートリード部４Ｂとの間に幅方向に段差が形成さ
れ、この段差によってメンブレンシートスイッチ部４Ａ
は凹部面６Ａによって位置決めされ、平面方向の移動が
制止される。

【００１３】メンブレンシート４の上面には図２に示す
ように、非接着支持手段として働くキィートップ５が被
せられる。キィートップ５から、例えばシリコンゴムの
ような可撓性に富む材料によって形成され、各キィー５
Ａの裏面に突起５Ｂが形成され、この突起５Ｂがメンブ
レンシートスイッチ部４Ａに形成したスイッチを押圧操
作するように構成される。キィー５Ａの裏面の四隅には
小突起５Ｃが形成される。この小突起５Ｃは図３に示す
ように、キィー５Ａに片寄った押下力が与えられた場合
に、キィー５Ａが大きく傾斜しないようにし、片寄った
力が与えられても突起５Ｂが確実にメンブレンシート４
を押下操作するように構成したものである。

【００１４】キィー５Ａ，突起５Ｂ，小突起５Ｃおよび
このキィー５Ａを支持するバネ部５Ｄと基板５Ｅは、例
えば光透過性のシリコンゴムによって一体成形される。
つまり、この実施例では照明付の押圧スイッチ装置を構
成した場合を示す。このため図１に示すように、プリン
ト配線基板１に発光ダイオードのような光源２を実装す
るとともに、メンブレンシート支持体３を透明なアクリ
ル板とし、このアクリル板に穴３Ａを形成し、この穴３
Ａにプリント配線基板１に実装した光源２を挿入し、ア
クリル板に光を照射し、メンブレンシート４の背面を照
明し、更にメンブレンシート４を透明シートによって形
成し、アクリル板から洩れた光をキィー５Ａに与え、キ
ィー５Ａを照明する構造とした場合を示す。従ってキィ
ー５Ａを光透過性樹脂材によって形成することにより、
キィー５Ａはアクリル板から洩れる光で照明される。各
キィー５Ａの裏面には各キィーの機能を表す文字、記号
等が印刷される。従って、暗所でもキィー５Ａの位置お
よび機能を確認することができる。

【００１５】各キィー５Ａは一体に形成された肉薄のバ
ネ部５Ｄによって弾性的に支持される。バネ部５Ｄは基
板５Ｅの板面から５０°の角度で立上る肉薄の部材によ
って構成される。肉厚は約0.２７mmとされ、シリコンゴ
ムのゴム硬度を６０°に選択すると、適度の操作感が得
られた。つまり、バネ部５Ｄはテーパが付された角型の
筒状となる。この筒状体がキィー５Ａの押下操作によっ
て変形し、ベコツキ現象により適度のクリック感が得ら
れる。

【００１６】基板５Ｅの上面に突起５Ｆが形成され、こ
の突起５Ｆがケース板７（図２，図３参照）の裏面に形
成された穴に係合し、位置ずれが生じない構造としてい
る。ケース板７にはボス８が突設され、ボス８にビス９
をねじ込むことにより、プリント基板１とメンブレンシ
ート支持体３およびキィートップ５の基板５Ｅをケース
板７に向かって締め付けることができる。このとき、メ
ンブレンシート４は非接着支持手段として働くキィート
ップ５の基板５Ｅとメンブレンシート支持体３との間に
挟み付けられる。従って、メンブレンシート４はメンブ
レンシート支持体３に抑え付けられているから、メンブ
レンシート支持体３に形成された平面方向制止手段６に
よって位置決めされ、位置ずれを起こすことはない。

【００１７】従って、この構造によればメンブレンシー
ト４とメンブレンシート支持体３との間を接着剤によっ
て接着しなくてよいから、温度変化によって生じる接点
の接触事故が起きることを回避することができる。

【００１８】

【変形実施例】この発明は、次のように変形して実施す
ることができる。図４は平面方向制止手段６の他の実施
例を示す。この例ではメンブレンシート支持体３のメン
ブレンシート支持面３Ｂに突条６Ｃを形成し、この突条
６Ｃによってメンブレンシート４のメンブレンシートス
イッチ部４Ａを取り囲む凹面部６Ａを形成して平面方向
制止手段６を構成した場合を示す。突条６Ｃの一部に切
欠６Ｄを形成し、この切欠６Ｄを通じてメンブレンシー
トリード部４Ｂを凹面部６Ａから導出する構造とした場
合を示す。

【００１９】このように構成した場合も、メンブレンシ
ート４はメンブレンシート支持面３Ｂ上において、接着
剤によって接着しなくても位置が固定される。図５は平
面方向制止手段６の更に他の実施例を示す。この例では
メンブレンシート支持面３Ｂに突条６Ｃをコ字状に形成
し、このコ字状に設けた突条６Ｃによってメンブレンシ
ートスイッチ部４Ａのリード部４Ｂを導出した辺を除く
他の辺と係合させるとともに、メンブレンシート支持面
３Ｂに突起１１を設け、この突起１１をメンブレンシー
ト４に形成した穴４Ｃに係合させ、平面方向制止手段６
を構成した場合を示す。

【００２０】このように構成しても、メンブレンシート
４はメンブレンシート支持面３Ｂ上において位置が固定
され、接着剤による接着が不要となる。なお、図４にお
いては突起１１と穴４Ｃの形成位置を突条６Ｃで囲まれ
た外側に設けた場合を示したが、突条６Ｃで囲まれた内
側に形成してもよい。このように構成しても、メンブレ
ンシート４は突条６Ｃと突起１１とによって位置が固定
され、上述と同様の作用効果が得られる。

【００２１】図６は平面方向制止手段６の更に他の例を
示す。この例ではメンブレンシート支持体３に複数の突
起１１Ａ，１１Ｂを設け、この複数の突起１１Ａ，１１
Ｂにメンブレンシート４に形成した長穴４Ｄ，４Ｆを係
合させ、平面方向制止手段６とした場合を示す。この場
合、突条６Ｃはメンブレンシート支持面３Ｂの面をメン
ブレンシート４との高さに合わせるためのスペーサとし
て作用する。

【００２２】図７は平面方向制止手段６の更に他の実施
例を示す。この例では、複数の突起６Ｅを配列形成し、
突起６Ｅの配列によって突条６Ｃの代用とした場合を示
す。また、突起１１と穴４Ｃとの係合によって抜け止め
する構造の他に、メンブレンシート４を接着剤によって
メンブレンシート支持面に、例えば図８または図９のよ
うに接着箇所Ａで示したように、所要の１箇所または数
箇所のみを接着するように構成してもよい。このほか、
メンブレンシートの下面側に設けた照明構成がなく、支
持体部分、キートップ部分、トップシート部分などを光
の不透過材を用いて構成した場合にも上記と同様に適用
することができる。

【００２３】更に、上記のように所要の１箇所または数
箇所を接着する構成は、他の図によって説明した平面方
向制止手段６を設けたものにおいても併用して、例え
ば、図１のメンブレンシート４のスイッチ部における中
央点または図の左下辺部分などを接着する構成にするこ
とができる。この場合、上記の平面方向制止手段６にお
いて、メンブレンシートのスイッチ部分、つまり、スイ
ッチ体と、その周縁を囲む枠部との間を広く採ってお
き、位置的な保持を接着箇所に依存するようにして構成
することもできる。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、以上のように、メン
ブレンスイッチによって説明したスイッチ体が、支持面
に全く接着されることなく、各図により説明した係合支
持構成６によって支持され、または、スイッチ体を所要
の１箇所または数箇所のみで支持面に接着しているた
め、スイッチ体の面方向での伸縮に対する束縛がなく、
比較的自由な状態に保持されていることになる。

【００２５】従って温度変化が与えられ、メンブレンシ
ート４とメンブレンシート支持体とが異なる熱膨張係数
によって熱収縮してもメンブレンシート４はメンブレン
シート支持体３から切り離されており、自由に伸縮でき
るからメンブレンシート４に歪みが与えられることはな
い。よって、温度変化によって接点が接触するような事
故が起きることはなく、信頼性の高いメンブレンスイッ
チを提供することができる。

【００２６】なお、上述の各実施例ではメンブレンシー
ト支持体３を透明なアクリル板とした場合を説明した
が、金属板、その他プラスチック等の場合にもこの発明
は有効である。またメンブレンシート４の上面側に準接
着支持手段として働くキィートップ５を被せる構造を説
明したが、メンブレンシート４の上面にシート状のトッ
プシートを被せる場合にも、この発明を適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す分解斜視図。

【図２】この発明の一実施例を示す断面図。

【図３】この発明によるメンブレンスイッチを操作した
状態を説明するための断面図。

【図４】この発明の変形実施例を説明するための分解斜
視図。

【図５】図４と同様の分解斜視図。

【図６】図４と同様の分解斜視図。

【図７】図４と同様の分解斜視図。

【図８】図４と同様の分解斜視図。

【図９】図４と同様の分解斜視図。

【図１０】従来の技術を説明するための断面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−302620（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−118132（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−192686（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−85030（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−79425（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/70

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隙を設けて配置した複数層の絶縁シー
   トの各対向面に導体層によって形成した複数の接点を設
   けたシート型のスイッチ体を、そのスイッチ体の下面側
   に接する支持面を有する支持体で支持するとともに、そ
   のスイッチ体の上面側に各前記接点の箇所を押圧してス
   イッチ操作を行わせる押圧体または押圧層を設けた押圧
   スイッチ装置であって、前記押圧体または押圧層は、前記接点の箇所を押圧する
   複数のキーと、そのキーを支持するバネ部と、そのバネ
   部を支持する基板とが一体の弾性体で形成され、 前記スイッチ体は、上面の一部が前記基板により常時弾
   性的に下方向に押圧され、下面が接着されることなく前
   記支持体に支持され、 前記支持体は、前記スイッチ体の面方向での伸縮を許
   し、前記スイッチ体を面方向においてほぼ位置決めする
   位置決め手段を有 することを特徴とする押圧スイッチ装
   置。
2. 【請求項２】 前記位置決め手段は、前記支持体上に形
   成され、前記スイッチ体の所要箇所に配列形成された複
   数のその配列方向に長い長穴部にそれぞれ係合する突部
   よりなることを特徴とする請求項１記載の押圧スイッチ
   装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め手段は、前記スイッチ体の
   側面をほぼ囲む枠部が前記支持体上に形成されてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の押圧スイッチ装置。
4. 【請求項４】 前記位置決め手段は、前記スイッチ体の
   側面をほぼ囲うように複数の突起を前記支持体上に配列
   形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
   押圧スイッチ装置。
5. 【請求項５】 前記位置決め手段は、前記支持体上に形
   成され、前記スイッチ体の３方向の側面を囲う枠部と、
   前記スイッチ体の所要箇所に設けた１個の穴部に係合す
   る突起とよりなることを特徴とする請求項１記載の押圧
   スイッチ装置。
6. 【請求項６】 間隙を設けて配置した複数層の絶縁シー
   トの各対向面に導体層によって形成した複数の接点を設
   けたシート型のスイッチ体を、そのスイッチ 体の下面側
   に接する支持面を有する支持体で支持するとともに、そ
   のスイッチ体の上面側に各前記接点の箇所を押圧してス
   イッチ操作を行わせる押圧体または押圧層を設けた押圧
   スイッチ装置であって、前記押圧体または押圧層は、前記接点の箇所を押圧する
   複数のスイッチと、そのスイッチを支持するバネと、そ
   のバネを支持する基板とが一体の弾性体で形成され、 前記スイッチ体は、上面の一部が前記基板により常時弾
   性的に下方向に押圧され、下面が１箇所を除いて接着さ
   れることなく前記支持体に支持され、 前記支持体上に形成され、前記スイッチ体の３方向の側
   面を囲う枠部と、前記スイッチ体の前記１箇所の接着と
   により前記スイッチ体の面方向での伸縮を許し、前記ス
   イッチ体を面方向においてほぼ位置決めする位置決め手
   段を有 することを特徴とする押圧スイッチ装置。