JP3208173B2 - キースイッチ構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、電子機器に用いられる回路基板
で、特に、回路基板表面にキー接点用パターンを形成し
てなるキースイッチ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子回路を用いた機器では、殆どの場
合、その操作用にキースイッチを使用する。機器の大き
さが今日のように極小を求められるまでは、ディスクリ
ートなスイッチ部品を機器筐体に取り付けて、回路基板
からワイヤで配線していた。近年、機器の軽薄短小化が
急速に進行し、この様な方法では機器の体積を小さくす
ることが出来なくなり、回路基板の上にキー接点を設け
押しボタン等でこれを短絡させるタイプのキースイッチ
構造が出現した。

【０００３】この構造例を図６に示す。２１はプリント
配線基板の絶縁樹脂板、２２は銅箔等で形成された一方
の接点、２３は銅箔等で形成された他方の接点、２４は
ゴム等で作られた押しボタン、２５は押しボタン２４の
裏側に付けられた導体で、押しボタン２４を押すことに
より、２５の導体で接点２２と２３の導体を短絡させ、
キースイッチの動作を実現している。

【０００４】図７には、同種のキー構造で、スイッチ動
作時にクリック感を操作者に与え動作感覚を改善、さら
に、操作の確実性を増したタイプのキースイッチ構造を
図示する。２１はプリント配線基板の絶縁樹脂板、２６
は接点導体、２７はリン青銅で作られた接点板、２８は
押しボタン、２９はスイッチの枠である。

【０００５】このタイプでは、リン青銅接点板２７は、
図７の様に、中折れのあるドーム型をしており、押しボ
タン２８が押し込まれると、中央部が反転して回路を短
絡する。この反転の際に、押しボタン２８を押すのに必
要な力が急変する為、操作者に対してクリック感を与え
る。この様子を図８に、［ボタンを押す力］対［ストロ
ーク］のグラフとして示す。横軸はストローク、縦軸は
押圧で、図のＰの部分で大きな押圧の変化が認められ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】機器の軽薄短小化がよ
り一層進行する中、プリント配線基板の絶縁樹脂板とし
て、従来のフェノール樹脂やエポキシ樹脂を使った厚さ
０．６ミリ〜１．６ミリ程度の物の他に、厚さ０．１ミ
リ程度のエポキシ樹脂板や、２５ミクロン程度の厚さの
ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルムが用いられ
る場合が多くなってきた。一般に、これらのフィルム状
の状態を支持体に用いたプリント配線基板は、柔軟で自
由に折曲げたり、撓ませたりすることが出来るため従来
の基板を硬質基板と呼ぶのに対して、フレキシブル基板
と呼ばれている。

【０００７】一方、このフレキシブル基板を材料に、上
述のキー構造を実現する時、従来の硬質基板と同じ設計
をすると、幾つかの問題が発生する。

【０００８】すなわち、基板支持体となっている材料に
可撓性が有るため、裏面を通る配線パターンの凹凸を反
映し、基板上の接点導体に微妙な段差が発生、接点の片
減り、クリック感の悪化、キーが反転したままでスイッ
チがＯＦＦにならないなどの不都合を発生することが有
った。

【０００９】図９，図１０は、裏面に形成された導体パ
ターンによって表面に段差ができたスイッチでのＯＮ状
態を示したものである。図９中、３１はフレキシブル配
線基板の絶縁樹脂板、３２は一方の接点、３３は他方の
接点、３４は押しボタンの裏側に付けられた導体、３５
は裏面の導体パターンである。また、図１０中、３１は
フレキシブル配線基板の絶縁樹脂板、３６は接点導体、
３７はリン青銅で作られた接点板、３５は裏面パターン
である。

【００１０】尚、クリック感を持つスイッチに於いて
は、この様な実用上の問題以外に、同構造をもつディス
クリートなスイッチに較べ、プリント基板上に作成され
たスイッチでは、クリック感が小さい、接点での導通抵
抗がやや高い、などという欠点があった。これは、リン
青銅接点を支える周囲の電極と中央接点の高さの違いに
ある。ディスクリートなスイッチでは、中央接点は周囲
の電極よりわずかに高さが低く設計されており、これ
が、クリック感や接点での接触圧に大きく寄与している
為である。

【００１１】本発明は、フレキシブル配線基板を利用し
たキースイッチ構造において、キー接点を形成した部分
の反対側の面に導体を形成して、これらの問題を解決し
たキースイッチ構造を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、リン青銅板か
らなるクリック接点を有するものにあっては、同じ位置
の他方の面に、上記キー接点用パターンに見合う環状の
導体からなるパターンを形成し、かつ上記キー接点用パ
ターンの中央相当部をへこまし段差を設けたことを特徴
とする。また、上記他方の面の導体パターンはグランド
レベルに接続すると良い。

【００１３】

【作用】フレキシブル配線基板の他方面に形成したパタ
ーンにより、キー接点用パターン表面は同一高さに保た
れ、片減りを起こすことなくキースイッチの信頼性を向
上できる。クリック用接点を有する場合も、キー接点用
パターンはそれぞれ所定の高さを保ち信頼性の向上が図
れるとともに、中央部のへこみによる段差はクリック感
を強めまた接点の接触圧を改善できる。さらに他方面の
パターンをグランドレベルに接続すれば、ノイズの影響
を受けにくく小電流で動作するスイッチにおいても安定
した動作が得られる。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）に本発明の基本構成よりなるキー
接点の断面図の一例を示す。１はフレキシブル配線基板
の絶縁樹脂板、２は一方の接点、３は他方の接点、４は
押しボタンの裏側に付けられた導体、５は基板１の裏面
に形成されたベタパターンである。図１（ｂ）に、図１
（ａ）で示したキーの模式的斜視図を示す。１はフレキ
シブル配線基板の絶縁樹脂板相当部、２は一方の接点、
３は他方の接点、５はベタパターンである。

【００１５】このように、接点２，３の表面の高さは、
同一に保たれ、押しボタン裏面の導体４を含め、接点は
片減りを起こすことは無く、キースイッチの信頼性は向
上する。さらに、本基本構成では、この裏面ベタパター
ン５の銅箔を、回路のグランドレベル（ゼロ電位）に接
続しており、これにより、近年のように、極めて低い電
圧、小さな電流で動作させるスイッチに於いても、ノイ
ズの影響を受けにくく、安定した動作を得ることができ
る。

【００１６】図２（ａ），（ｂ）に本発明による一実施
例を示す。この例は、従来技術の図７で示したと同等
な、リン青銅からなる接点板を用いた構造のスイッチで
ある。１はフレキシブル配線基板、１１は一方の接点、
１２は他方の接点、１３はリン青銅からなる接点板、１
４は本発明になる導体である。

【００１７】この例では、裏面導体１４が中央部の接点
１２の裏には無く、接点１１に較べ中央部の接点１２は
ちょうど裏面銅箔分だけへこみ低くなっている。これに
よりディスクリートのスイッチ並みの接点接触圧や強い
クリック感が実現できる。この様な接点の段差構造は、
従来のような、硬質基板を支持体に使った場合は、事実
上不可能な構造である。

【００１８】この場合にも、接点１１，接点１２各々で
は接点面の高さは一定で、左右も対称であり、信頼性は
向上している。また、裏面パターン１４をグランド電位
に置くことで、前例同様、微弱信号のスイッチ性能の向
上も期待出来る。

【００１９】さらに、中央部接点１２の高さが、一段低
くなっている為、接点リン青銅１３を押した時の、クリ
ック感が強く出来、操作感覚も向上する。これは、中央
接点１２が、一段下がっているため、 １．キーのストロークが長くとれる ２．図３に示すように接点板１３の中央部分の曲率Ｒが
小さく出来る為である。

【００２０】図４に、中央の接点１２部を低くした本例
の接点と、同一高さの場合での［ストローク］対［押
圧］の比較グラフを示す。Ａが接点の高さが同じ場合、
Ｂが中央接点が低い場合である。後者の方が、キーを
押込んで行く際の押圧の変化が大きい。押し始める
と、従来型より早くスイッチが入る。スイッチが入っ
た瞬間の押圧が従来型より小さいなど、明らかに強いク
リック感と、確実な動作を示している。

【００２１】また、図３のように、リン青銅からなる接
点板１３の中央部の曲率Ｒが比較的小さく、かつ、従来
型より自由に選べる為、反転したリン青銅板自体のバネ
力で、接点板１３が中央接点に押し付けられるように設
計でき、クリック感の向上と同時に、接点の接触圧の改
善、すなわち、キーのオン抵抗の低減、信頼性の向上に
大いに寄与している。図５にこれを示す。１５はＯＦＦ
状態での接点板１３の形状、１６は中央の接点が無い場
合に押込まれた接点板１３の形状、１７は実際の接点板
１３の形状で、１８の分がバネ力となって接点の接触圧
に寄与している。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フレキシ
ブル配線基板を支持材料とするスイッチ構造において、
キー接点用パターン表面は同一高さに保たれ、片減りを
起こすことなくキースイッチの信頼性を向上できる。ま
た、クリック用接点を有する場合も、キー接点用パター
ンはそれぞれ所定の高さを保ち信頼性の向上が図れると
ともに、中央部のへこみによる段差でクリック感を強め
また接点の接触圧を改善できる。さらに他方面のパター
ンをグランドレベルに接続すれば、ノイズの影響を受け
にくく小電流で動作するスイッチにおいても安定した動
作が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本構成を示す断面図（ａ）及び模
式的斜視図（ｂ）である。

【図２】この発明の一実施例を示す断面図（ａ）及び模
式的斜視図（ｂ）である。

【図３】図２のリン青銅からなる接点板の構造を説明す
る図である。

【図４】従来と他の実施例におけるストローク対押圧の
比較グラフを示す図である。

【図５】図２のリン青銅からなる接点板の各状態の形状
例を示す図である。

【図６】従来例を示す断面図である。

【図７】他の従来例を示す断面図である。

【図８】図７におけるストローク対押圧関係を示す図で
ある。

【図９】フレキシブル配線基板を用いた従来例を説明す
る断面図である。

【図１０】フレキシブル配線基板を用いた他の従来例を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１ フレキシブル配線基板 ２，３ 接点 ５ 導体パターン １１，１２ 接点 １３ リン青銅からなる接点板 １４ 導体パターン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リン青銅板からなるクリック接点を有
   し、フレキシブル配線基板を支持材料として、一方の面
   に導体により上記クリック接点に対応するキー接点用パ
   ターンを形成してなるキースイッチ構造において、同じ
   位置の他方の面に、上記キー接点用パターンに見合う環
   状の導体からなるパターンを形成し、かつ上記接点用パ
   ターンの中央相当部をへこまし段差を設けたことを特徴
   とするキースイッチ構造。
2. 【請求項２】 上記他方の面の導体パターンはグランド
   レベルに接続されてなることを特徴とする請求項１に記
   載のキースイッチ構造。