JP3827875B2 - メンブレンスイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メンブレンスイッチに係わり、例えば、自動車の座席の下側等に埋設して使用されるもので、人が座席に着座した際の押圧力によって常開接点が閉じるように働くメンブレンスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、既知のメンブレンスイッチは、一部に少なくとも１つの第１接点パターンを形成した薄膜型の第１フレキシブル絶縁基板と、一部に少なくとも１つの第２接点パターンを形成した薄膜型の第２フレキシブル絶縁基板とを、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合って配置されるように薄膜型のスペーサ部材を介して対向接合し、薄膜型のスペーサ部材における対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合った領域にそれぞれ開口を設けており、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合った領域がそれぞれスイッチの接点を構成している。また、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板とのいずれか一方または双方に、対応する接点パターンにそれぞれ導電接続された配線パターンが形成されている。
【０００３】
そして、前記既知のメンブレンスイッチは、それぞれの接点の形成部分を含んだ領域がスイッチ本体部を、スイッチ本体部から導出した領域が導出部を、導出部の先端領域に外部回路との接続を行う接続端子を設けた端子部（接続部）をそれぞれ構成しており、それぞれの接点と接続端子とを配線パターンによって導電接続している。
【０００４】
この場合、前記既知のメンブレンスイッチは、第１接点パターン及び第２接点パターン、それに配線パターンを形成する場合に、主として、導電性粉末である銀粉とバインダ材である熱可塑性樹脂と混合した混合材料を用いて、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の所要個所に印刷し、第１接点パターン及び第２接点パターン、配線パターンをそれぞれ形成していた。
【０００５】
前記構成を備えたメンブレンスイッチは、常時、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが被接触状態になっている、すなわち、それぞれの接点が常開接点であって、第１接点パターンと第２接点パターンとの間に加わる押圧力によって、第１接点パターンと第２接点パターンとが導電接触し、常開接点が閉じるように動作するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種のメンブレンスイッチは、スイッチの周辺温度の変化が比較的大きい個所に用いられることもあり、とりわけ、メンブレンスイッチを自動車の座席中に埋設配置し、搭乗者が座席を使用しているか否かの判定を行うセンサ素子として用いられる場合等においては、メンブレンスイッチの周囲温度が高温にさらされ、かつ、駐車中の自動車の座席上に荷物が置かれている場合等には、メンブレンスイッチに押圧力が絶えず加わった状態になっている。
【０００７】
ところで、前記既知のメンブレンスイッチは、各接点を構成している第１接点パターン及び第２接点パターンの形成材料に熱可塑性樹脂を用いているため、メンブレンスイッチの周辺温度が高温になり、かつ、メンブレンスイッチに押圧力が絶えず加わった状態になった場合に、接点に応力緩和（クリープ）を生じて、接点が閉じる作動力が低下してしまう。すなわち、メンブレンスイッチに長時間応力が加わることにより、第１接点パターン及び第２接点パターンが変形した状態に保持されるようになり、接点に正規（規定値）の押圧が加わる前に接点が閉じたりして、センサ素子として正確な動作を行うことができなくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、スイッチの周辺温度が高温状態になって押圧力が加えられても、全体の可撓性が損なわれることなく、接点に応力緩和を生じにくくすることができ、接点の誤動作の発生を回避することが可能なメンブレンスイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明によるメンブレンスイッチは、第１接点パターンを設けた第１フレキシブル絶縁基板と第２接点パターンを設けた第２フレキシブル絶縁基板をスペーサ部材を介して対向配置し、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方に配線パターンを設けたもので、配線パターンが導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層であり、第２接点パターンの少なくとも一部の層がバインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層とその硬質樹脂含有層の下側に設けた導電層とを有する手段を具備する。
【００１０】
前記手段によれば、配線パターンを、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性に合わせて、メンブレンスイッチ全体を良好な可撓性を持たせることができるとともに、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になっても、接点に応力緩和が生じにくくなり、接点部の耐熱クリープ性を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態において、メンブレンスイッチは、一部に第１接点パターンを形成した第１フレキシブル絶縁基板及び一部に第２接点パターンを形成した第２フレキシブル絶縁基板を、第１接点パターン及び第２接点パターンとの対向領域に開口を有するスペーサ部材を介して対向配置し、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方に対応する接点パターンに導電接続された配線パターンを形成し、少なくとも第２接点パターンの形成部分に加わる押圧力によって第１接点パターンと第２接点パターンとが導電接触するものであって、配線パターンが導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層であり、第２接点パターンが少なくとも一部の層がバインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層とその硬質樹脂含有層の下側に配置された導電層とを有しているものである。
【００１４】
本発明の実施の形態の一つの具体例において、メンブレンスイッチは、硬質樹脂含有層が導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料によって形成した硬質樹脂含有導電層からなるものである。
【００１５】
本発明の実施の形態の他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２フレキシブル絶縁基板に配線パターンが形成されており、この配線パターンを、導電性粉末に銀粉を主に用い、バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を用いている下層導電層と、導電性粉末にカーボン粉を用い、バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を用い、下層導電層を覆う上層導電層とによって構成し、第２接点パターンの硬質樹脂含有層を、配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂としての熱硬化性樹脂とカーボン粉を混入した硬質樹脂含有導電層にて構成し、下層導電層を硬質樹脂含有導電層の下面（すなわち、第２フレキシブル絶縁基板と硬質樹脂含有導電層との間）にまで延長配置しているものである。
【００１６】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方のベース材にポリエステル系フィルムを用い、接点パターンの形成領域を含んだスイッチ本体部及びスイッチ本体部から突出した導出部を備えており、導出部に配線パターンに導電接続された導出パターンを形成し、導出パターンのバインダ樹脂としてポリエステル系樹脂を用いているものである。
【００１７】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２フレキシブル絶縁基板が、スイッチ本体部と、導出部と、導出部を外部回路に接続する接続部とを有し、接続部が、硬質の樹脂または硬質のバインダ樹脂を形成材料として用いた端子を備えているものである。
【００１８】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２接点パターンが、最外層に、硬質のバインダ樹脂としてフェノール樹脂からなる硬質樹脂含有導電層を用いているものである。
【００１９】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、スペーサ部材がフィルム状のものであって、粘着材によって第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板と一体化され、開口の大きさが、第１接点パターン及び第２接点パターンの形成領域よりも小さく形成されているものである。
【００２０】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、端子の最外層が、導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層からなるものである。
【００２１】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第１接点パターンが、導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層を備えており、両方のフレキシブル絶縁基板に押圧力が加えられるものである。
【００２２】
かかる本発明の実施の形態によれば、配線パターンを、既知のメンブレンスイッチと同様に、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性と合わせて、既知のメンブレンスイッチと同じように、メンブレンスイッチ全体に良好な可撓性を持たせることができるだけでなく、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時（第２接点パターン形成部分の押圧時）にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点（第２接点パターン部）の応力緩和が生じにくくなり、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生を回避することができ、その上に、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層の下層側に導電層を設けているので、第２接点パターンの導電性を確保しながら、高温状態に耐える接点を形成することができる。
【００２４】
そして、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層として、別途絶縁層を設けることもできるが、これらの本発明の実施の形態の中で、配線パターン及び第２接点パターンの下地として、熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂に銀粉を混入した銀層を形成し、配線パターン部における銀層を熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂にカーボン粉を混入した上層導電層で覆い、第２接点パターン部の銀層を熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂にカーボン粉を混入した硬質樹脂含有導電層で覆えば、配線パターン及び第２接点パターンの導通抵抗を小さくでき、かつ、銀層の腐食を心配しなくてもよい。さらに、２種類のカーボン層により、メンブレンスイッチの可撓性を損なうことなく、接点部の応力緩和を生じにくくすることができる。
【００２５】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方のベース材にポリエステル系フィルムを用い、配線パターン（導出パターン）のバインダ樹脂にポリエステル系樹脂を用いた実施の形態によれば、フレキシブル絶縁基板への配線パターン（導出パターン）の密着性が良好になり、導出部を撓めて使用しても、配線パターン（導出パターン）がフレキシブル絶縁基板から剥離することがない。
【００２６】
さらに、これらの本発明の実施の形態の中で、スペーサ部材としてフィルム材を用い、接点に対応するスペーサ部材の開口の大きさが、第１接点パターン及び第２接点パターンの形成領域よりも小さく形成した実施の形態によれば、第１接点パターン及び第２接点パターンを、膜厚のバラツキが大きい印刷手段を用いて形成したとしても、接点間のギャップをフィルム材であるスペーサ部材の板厚によって決めることができ、ギャップのバラツキが少なくなって、接点が閉じるための押圧力をほぼ一定にすることができる。
【００２７】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、接続部の端子を形成しているバインダ樹脂に、配線パターンを形成しているバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂を用いた実施の形態によれば、接続部とコネクタとの間で繰り返し挿抜を行っても、接続部の端子が削られることが少なくなり、導電性削り屑によるトラブルの発生を避けることができる。
【００２８】
さらに、これらの本発明の実施の形態の中で、第２接点パターンの最外層にバインダ樹脂として硬質のフェノール樹脂を用いた実施の形態によれば、耐摩耗性の優れた高寿命の接点部を構成することができる。
【００２９】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、第１接点パターンが硬質樹脂含有導電層を備えた実施の形態によれば、２枚のフレキシブル絶縁基板のいずれの側から押圧力が加えられても応力緩和が生じにくくなり、耐熱クリープ性を高めることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例を示す構成図であって、その接点の近傍を示す断面図である。
【００３２】
図１に示されるように、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１と、第２フレキシブル絶縁基板２と、スペーサ部材３と、第１接点パターン４と、第２接点パターン５と、第１配線パターン６、第２配線パターン７と、開口８と、接着剤層９と、接点１０とを備えている。
【００３３】
そして、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２は、それぞれポリエステル系フィルムであるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のベース材からなるもので、厚さが７５乃至１００μｍ程度であり、可撓性を有するものである。スペーサ部材３は、ポリエステル系フィルムであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムであって、厚さが１００μｍ程度のものであり、接点１０の構成領域に開口８が形成されている。接着剤層９は、第１フレキシブル絶縁基板１とスペーサ部材３の一面の間、第２フレキシブル絶縁基板２とスペーサ部材３の他面との間に配置されるもので、両面粘着シートからなるスペーサ部材３の両面に予め設けられた厚さが２５μｍ程度の粘着剤からなり、第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２とを一定間隔をおいて対向配置させた状態で一体構成している。
【００３４】
第１接点パターン４及び第２接点パターン５は、それぞれ、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 と熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 との２層構造からなり、第１配線パターン６及び第２配線パターン７は、それぞれ、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 との２層構造からなっている。
【００３５】
この場合、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末である銀粉と熱可塑性樹脂であるポリエステル系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４及び第１配線パターン６の形成領域、第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５及び第２配線パターン７の形成領域のそれぞれに塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥した塗膜を形成したものである。熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末であるカーボン粉（カーボンブラックとグラファイトからなる）と熱硬化性樹脂であるフェノール系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４の形成領域及び第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５の形成領域にそれぞれ塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。また、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末であるカーボン粉（カーボンブラックとグラファイトからなる）と熱可塑性樹脂であるビニル系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上及び第２フレキシブル絶縁基板２上の第１及び第２配線パターン６、７の形成領域に塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。
【００３６】
ところで、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 及び上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 は、いずれも、その下層側にある銀粉を含んだ熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 の腐食を防ぐため、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 を覆うように配置形成されているものである。また、第１接点パターン４及び第２接点パターン５の形成寸法は、スペーサ部材３の開口寸法よりも若干大きくなるように形成されている。なお、各導電層の乾燥後の膜厚はいずれも概略１０μｍ程度である。
【００３７】
次に、図２（イ）、（ロ）は、第１実施例のメンブレンスイッチに用いられる第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２それにスペーサ部材３の構成図であって、（イ）は第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２の平面図（表側平面図及び裏側平面図）、（ロ）はスペーサ部材３の平面図である。
【００３８】
図２（イ）、（ロ）に示されるように、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２は、略長方形状のスイッチ本体部１１と、スイッチ本体部１１から突出した細長い導出部１２と、導出部１２の先端に形成された接続部１３とからなっている。なお、図２（イ）、（ロ）において、図１に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００３９】
そして、スイッチ本体部１１は、第１フレキシブル絶縁基板１上の５つの第１接点パターン４と第２フレキシブル絶縁基板２上の５つの第２接点パターン５とからなる５つの接点１０が形成されている。第１フレキシブル絶縁基板１上には、５つの第１接点パターン４から延びる５本の第１配線パターン６と、導出部１２との境界部分に設けられ、５本の第１配線パターン６を結合した第１配線パターン結合部６Ｃとが形成されている。また、第２フレキシブル絶縁基板２上には、５つの第２接点パターン５から延びる５本の第２配線パターン７と、第１配線パターン結合部６Ｃに対向した位置に設けられ、５本の第２配線パターン７を結合した第２配線パターン結合部７Ｃとが形成されている。この場合、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃは、第１及び第２配線パターン６、７と同じ２層構造になっており、第１及び第２配線パターン６、７が形成される時、同時に形成される。
【００４０】
導出部１２及び接続部１３は、スイッチ本体部１１の第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２とを突出させることにより構成したものである。導出部１２は、第１フレキシブル絶縁基板１の長さ方向に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なった導出パターンである第１配線パターン１４が形成され、第２フレキシブル絶縁基板２の長さ方向に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なった導出パターンである第２配線パターン１５が形成されている。接続部１３は、第１フレキシブル絶縁基板１の長さ方向に、第１配線パターン１４に連なった第１端子１６が形成され、第２フレキシブル絶縁基板２の長さ方向に、第２配線パターン１５に連なった第２端子１７が形成され、第１端子１６及び第２端子１７がコネクタ（図示なし）に結合されたとき、メンブレンスイッチと外部回路とが接続される。
【００４１】
第１配線パターン１４は、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層１４2 との２層構造からなり、第２配線パターン１５は、下側熱可塑性樹脂含有導電層１５1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層１５2 との２層構造からなっている（図３参照）。
【００４２】
この場合、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 は、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 や下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 と同じ構成のもので、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 や下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 が形成されるときに同時に形成される。また、上側熱可塑性樹脂含有導電層１４2 、１５2 は、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 と同じ構成のもので、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 が形成されるときに同時に形成される。さらに、図３に示す熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 は、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 と同じ構成のもので、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 が形成されるときに同時に形成される。
【００４３】
ここで、図３（イ）、（ロ）は、接続部１３を構成する第１端子１６または第２端子１７の近傍を示す構成図であって、（イ）は内部を透視して示す平面部、（ロ）はそのＡ−Ａ’線部分の断面図である。
【００４４】
図３（イ）、（ロ）において、図２（イ）、（ロ）に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００４５】
図３（イ）、（ロ）に示されるように、接続部１３は、第１フレキシブル絶縁基板１に形成された第１端子１６と、第２フレキシブル絶縁基板２に形成された第２端子１７とを備え、第１端子１６は、熱可塑性樹脂含有導電層１６1 と熱硬化性樹脂含有導電層１６2 との２層構造からなり、第２端子１７は、熱可塑性樹脂含有導電層１７1 と熱硬化性樹脂含有導電層１７2 との２層構造からなっている。
【００４６】
この場合、熱可塑性樹脂含有導電層１６1 、１７1 は、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、または、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 と同じ構成のもので、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 が形成されるときに同時に形成される。熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 は、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 と同じ構成のもので、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 が形成されるときに同時に形成される。
【００４７】
前記構成による第１実施例のメンブレンスイッチは、次のように動作する。
【００４８】
まず、メンブレンスイッチのスイッチ本体部１１を作動領域、例えば、自動車の座席中（発泡ウレタン中）に埋設し、搭乗者がその座席に座ったとき、搭乗者の重力によって５つの接点１０の少なくとも１つに押圧力が加えられ、この接点１０の近くの第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２自身の弾力に抗して第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２が部分的に変形して、第１接点パターン４と第２接点パターン５とが接触し、この接点１０を閉じる。この接点１０が閉じたことにより、第１接点パターン４に接続される第１配線パターン６と第２接点パターン５に接続される第２配線パターン７との間の電圧または電流状態が変化し、その電圧または電流状態の変化が、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５、第１及び第２端子１６、１７をそれぞれ通して外部回路に伝達され、メンブレンスイッチが閉じたことの検知が行われる。
【００４９】
このように、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２に可撓性の高いポリエステル系フィルムを用い、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５の各構成材料に、熱可塑性樹脂をバインダ樹脂とした熱可塑性樹脂含有導電層６1 、６2 、７1 、７2 、１４1 、１４2 、１５1 、１５2 を用いているので、スイッチ本体部１１及び導出部１２の可撓性を良好に保持することができる。
【００５０】
また、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２にＰＥＴに比べて耐熱性に優れたＰＥＮを用い、第１接点パターン４と第２接点パターン５、第１及び第２端子１６、１７の構成材料に、熱硬化性樹脂をバインダ樹脂とした熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 、１６2 、１７2 を用いているので、使用時にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点１０に生じる応力緩和を極力回避することができ、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生をなくせるだけでなく、接続部１３の第１及び第２端子１６、１７をコネクタに繰り返し挿抜を行ったとしても、第１及び第２端子１６、１７の表面が削られることが少なく、導電性削り屑によるトラブルの発生を避け、接続部１３を長寿命にすることができる。
【００５１】
さらに、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１接点パターン４、第２接点パターン５、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５、それに第１及び第２端子１６、１７のそれぞれが２層構造の導電層を有しているので、導電層を１層だけ設けている既知のものに比べて、導電性を高めることができる。
【００５２】
また、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２にポリエステル系フィルムを用い、２層構造の第１及び第２配線パターン６、７、１４、１５の下側層の構成材料にポリエステル系のバインダ樹脂を形成材料とする熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 を用いているので、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２と熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 との密着性が良好になり、例えば、導出部１２等を撓めた状態で用いたとしても、熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 が剥離するのを防ぐことができる。
【００５３】
次に、図４は、本発明によるメンブレンスイッチの第２実施例を示す構成図であって、接点１０の近傍を示す断面図（配線パターンは図示していない）であり、図５（イ）、（ロ）は、第２実施例のメンブレンスイッチに用いられる第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２の構成図であって、（イ）は第１フレキシブル絶縁基板１の平面図、（ロ）は一部を透視して示した第２フレキシブル絶縁基板２の平面図（裏面平面図）である。
【００５４】
なお、図４及び図５（イ）、（ロ）において、図１及び図２（イ）、（ロ）に示された構成要素と同じと見なせる構成要素については同じ符号を付けている。
【００５５】
第２実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２のベース材料を含む基本構成が同じであるが、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２にそれぞれ導電パターンを形成配置する場合に、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１側及び第２フレキシブル絶縁基板２側の双方に均等に各種の構成要素を形成配置しているのに対し、第２実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１側に主として各種の構成要素を形成配置している点において構成上の違いがある。
【００５６】
すなわち、第２実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４として一対の櫛歯状の導電パターン４を配置形成し、その一対の櫛歯状の導電パターン４にそれぞれ連なる第１及び第２の配線パターン６、７を配置形成し、導出部１２側に、第１及び第２配線パターン６、７にそれぞれ連なる導出パターンである第１及び第２配線パターン１４、１５を配置形成し、接続部１３側に、第１及び第２配線パターン１４、１５にそれぞれ連なる第１及び第２端子１６、１７とを配置形成しているものであるのに対し、第２フレキシブル絶縁基板２は、スイッチ本体部１１に、接点１０となる第２接点パターン５だけを形成配置しているだけで、第２配線パターン７を配置形成しておらず、第２配線パターン１５を配置形成した導出部１２及び接続部１３を備えていないものである。
【００５７】
また、第２実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３（ただし、導出部１２上に配置される突出部はない）が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。また、一対の櫛歯状の導電パターン４及び第２接点パターン５は、ともに、第１実施例の第１接点パターン４及び第２接点パターン５を形成している材料と同じ材料を用いて形成した熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 との２層構造のものからなり、第１及び第２配線パターン６、７や第１及び第２配線パターン１４、１５は、図示はしていないが、第１実施例の第１及び第２配線パターン６、７や第１及び第２配線パターン１４、１５を形成している材料と同じ材料を用いて形成した下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 、１４2 、１５2 との２層構造のものからなっている。
【００５８】
前記構成による第２実施例のメンブレンスイッチは、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであって、第２実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第２実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００５９】
なお、第２実施例のメンブレンスイッチにおいて、第２接点パターン５を熱可塑性樹脂含有導電層５1 と熱硬化性樹脂含有導電層５2 との２層構造により構成し、一方、第１接点パターン４となる一対の櫛歯状の導電パターン４を第１及び第２配線パターン６、７と同じように、下側及び上側熱可塑性樹脂含有導電層の２層構造により構成するように変更しても、一対の櫛歯状の導電パターン４を構成する導電パターン領域が第１実施例の第１接点パターン４の導電パターン領域に比べて小さいので、第１実施例のメンブレンスイッチに比べ、メンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとき、接点１０に応力緩和の発生の回避がやや難しくなるものの、実用的には殆んど問題にならない。
【００６０】
次いで、図６は、本発明によるメンブレンスイッチの第３実施例を示す構成図であって、接点の近傍を示す断面図である。
【００６１】
図６に示されるように、第３実施例のメンブレンスイッチは、熱硬化性樹脂含有層５3 と、第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 、５4 と、第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 、５5 と、固定板１８とを有している。なお、図６において、図１に示された構成要素と同じと見なせる構成要素については同じ符号を付けている。
【００６２】
そして、第２接点パターン５は、最下層に絶縁層からなる硬質樹脂含有層となる熱硬化性樹脂含有層５3 が、中間層に第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 が、最上層に第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 がそれぞれ配置された３層構造のものからなり、固定板１８は、例えば厚さ１ｍｍの鉄鋼製の金属板からなるもので、その一面に第１フレキシブル絶縁基板１の開放面が接着される。
【００６３】
この場合、熱硬化性樹脂含有層５3 は、第１実施例の熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 の製造工程において、導電性粉末の導入工程を省略したのと同じ製造工程によって製造され、第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 は、第１実施例の熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 の製造工程と同じ製造工程によって製造され、第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 は、第１実施例の上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 の製造工程と同じ製造工程によって製造される。
【００６４】
第３実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１フレキシブル絶縁基板１の開放面（底面）が固定板１８に接着され、第２接点パターン５が熱硬化性樹脂含有層５3 、第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 、第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 からなる３層構造である点、及び、第１接点パターン４’が第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 、第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 からなる２層構造である点に相違があるが、その他の構成については、第１実施例のメンブレンスイッチと同じ構成になっている。
【００６５】
すなわち、図６に図示されていない部分を含めて、第３実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４’を配置形成し、その第１接点パターン４’に連なる第１配線パターン６及び第１配線パターン結合部６Ｃとを配置形成し、導出部１２側に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なる導出パターンである第１配線パターン１４を配置形成している。一方、第２フレキシブル絶縁基板２のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる３層構造の第２接点パターン５を形成配置し、その第２接点パターン５に連なる第２配線パターン７及び第２配線パターン結合部７Ｃを配置形成し、導出部１２側に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なる導出パターンである第２配線パターン１５ を配置形成しているものである。なお、第３実施例においては、導出部１２の端部が接続部１３となり、その接続部１３が外部回路に図示していないコネクタを介して直接接続されているため、熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 を備えた第１及び第２端子１６、１７が設けられていない。
【００６６】
また、第３実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。ここで、第１接点パターン４’は、第１実施例の第１配線パターン６を形成している材料と同じ材料を用いて形成した第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 と第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 との２層構造になっており、すなわち、第１配線パターン６の下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 及び上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 と同時に印刷形成されており、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４ 、１５は、それぞれ第１実施例に示された対応する構成と同じ構成を有している。
【００６７】
前記構成による第３実施例のメンブレンスイッチは、固定板１８に第１フレキシブル絶縁基板１の開放面を接着しているので、接点１０の押圧時に、第２フレキシブル絶縁基板２側からの押圧によってのみ接点１０が閉じる点を除けば、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであって、第３実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第３実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００６８】
続いて、図７は、本発明によるメンブレンスイッチの第４実施例を示す構成図であって、その接点１０の近傍を示す断面図である。
【００６９】
図７に示されるように、第４実施例のメンブレンスイッチは、熱硬化性樹脂含有導電層４3 、５6 と、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 とを有している。なお、図７において、図１に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００７０】
そして、第１接点パターン４は、下側に熱硬化性樹脂含有導電層４3 と、上側に熱可塑性樹脂含有導電層４4 とが配置された２層構造のものからなり、第２接点パターン５も、下側に熱硬化性樹脂含有導電層５6 と、上側に熱可塑性樹脂含有導電層５7 とが配置された２層構造のものからなっている。
【００７１】
この場合、熱硬化性樹脂含有導電層４3 、５6 は、導電性粉末である銀粉とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４の形成領域、及び、第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５の形成領域のそれぞれに塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。また、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 は、第１実施例の上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 の製造工程と同じ製造工程によって製造される。
【００７２】
第４実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１接点パターン４が、銀粉を含む熱硬化性樹脂含有導電層４3 とカーボン粉を含む熱可塑性樹脂含有導電層４4 とからなる２層構造であり、第２接点パターン５が、銀粉を含む熱硬化性樹脂含有導電層５6 とカーボン粉を含む熱可塑性樹脂含有導電層５7 とからなる２層構造である点に相違があるが、その他の構成については、第１実施例のメンブレンスイッチと同じ構成になっている。
【００７３】
すなわち、図６に図示されていない部分を含めて、第４実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４を配置形成し、その第１接点パターン４に連なる第１配線パターン６及び第１配線パターン結合部６Ｃとを配置形成し、導出部１２側に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なる導出パターンである第１配線パターン１４を配置形成し、接続部１３側に、第１配線パターン１４に連なる第１端子１６を配置形成している。一方、第２フレキシブル絶縁基板２のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第２接点パターン５を形成配置し、その第２接点パターン５に連なる第２配線パターン７及び第２配線パターン結合部７Ｃを配置形成し、導出部１２側に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なる導出パターンである第２配線パターン１５ を配置形成し、接続部１３側に、第２配線パターン１５に連なる第２端子１７を配置形成しているものである。
【００７４】
また、第４実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４ 、１５は、それぞれ第１実施例に示された対応する構成と同じ構成を有した２層構造をしている。
【００７５】
なお、第１及び第２端子１６、１７の構成は、第１実施例と同じ構成にはなっておらず、第４実施例の第１及び第２配線パターン１４、１５と同じ構成をしている。
【００７６】
また、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 は、それぞれ上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 と同時に印刷形成されている。
【００７７】
前記構成による第４実施例のメンブレンスイッチは、第１及び第２実施例と同様に、接点１０の押圧時に、第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２のいずれの側からの押圧によっても接点１０が閉じるもので、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであり、第４実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第４実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００７８】
なお、前記各実施例においては、スペーサ部材３にフィルム状のものを用いた例を挙げて説明したが、本発明によるスペーサ部材３はフィルム状のものに限られず、他の形態、例えば、印刷手段によって形成したものを用いてもよい。
【００７９】
また、前記各実施例においては、スペーサ部材３に設けた開口１０が第１及び第２接点パターン４、５よりも若干小さい場合を例に挙げて説明したが、本発明による開口１０は前述の大きさのものに限られず、第１及び第２接点パターン４、５よりも若干大きい開口１０を設けるようにしてもよい。
【００８０】
なお、前記各実施例においては、第１及び第２接点パターン４、５、第１及び第２配線パターン６、１４、１７、１５をいずれも銀層とカーボン層の２層を備える構成としたが、本発明はこのような構成に限定されず、１層で形成するようにしてもよい。すなわち、導電性粉末として銀粉とカーボン粉とをブレンドしたものを用い、接点パターンについては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂を用い、配線パターン部については、ポリエステル樹脂やビニル樹脂等の熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂を用いてもよい。この場合、カーボン粉は、各パターンの導電性を損なわない程度に含ませることで、メンブレンスイッチを製造するのに要する印刷回数を減らすことができてよい。
【００８１】
また、前記各実施例においては、５つの接点が配線パターンによって導通しているものについて説明したが、各接点のオン／オフを独立して検出できる構成としてもよい。
【００８２】
さらに、前記各実施例において用いている各種構成要素の形成材料及び形成素材は一例を示したに留るもので、同等の他の形成材料及び形成素材を用いてもよいことは勿論である。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配線パターンを、既知のメンブレンスイッチと同様に、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性と合わせて、既知のメンブレンスイッチと同じように、メンブレンスイッチ全体に良好な可撓性を持たせることができるだけでなく、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時（第２接点パターン形成部分の押圧時）にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点（第２接点パターン部）の応力緩和が生じにくくなり、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生をなくすことができ、その上に、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層の下層側に導電層を設けているので、第２接点パターンの導電性を確保しながら、高温状態に耐える接点を形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例を示す構成図であっ本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例において、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板それにスペーサ部材の構成図である。
【図３】第１実施例において、接続部を構成する第１端子または第２端子の近傍を示す構成図である。
【図４】本発明によるメンブレンスイッチの第２実施例を示す構成図である。
【図５】第２実施例において、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の構成図である。
【図６】本発明によるメンブレンスイッチの第３実施例を示す構成図である。
【図７】本発明によるメンブレンスイッチの第４実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 第１フレキシブル絶縁基板
２ 第２フレキシブル絶縁基板
３ スペーサ部材
４、４’ 第１接点パターン
４1 、４4 、５1 、５7 、１６1 、１７1 熱可塑性樹脂含有導電層
４2 、４3 、５2 、５6 、１６2 、１７2 熱硬化性樹脂含有導電層
５ 第２接点パターン
５3 熱硬化性樹脂含有層
４’1 、５4 第１熱可塑性樹脂含有導電層
４’2 、５5 第２熱可塑性樹脂含有導電層
６ 第１配線パターン
６1 、７1 、１４1 、１５1 下側熱可塑性樹脂含有導電層
６2 、７2 、１４2 、１５2 上側熱可塑性樹脂含有導電層
６Ｃ 第１配線パターン結合部
７ 第２配線パターン
７Ｃ 第２配線パターン結合部
８ 開口
９ 接着剤層
１０ 接点
１１ スイッチ本体部
１２ 導出部
１３ 接続部
１４ 第１配線パターン（導出パターン）
１５ 第２配線パターン（導出パターン）
１６ 第１端子
１７ 第２端子
１８ 固定板
【発明の属する技術分野】
本発明は、メンブレンスイッチに係わり、例えば、自動車の座席の下側等に埋設して使用されるもので、人が座席に着座した際の押圧力によって常開接点が閉じるように働くメンブレンスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、既知のメンブレンスイッチは、一部に少なくとも１つの第１接点パターンを形成した薄膜型の第１フレキシブル絶縁基板と、一部に少なくとも１つの第２接点パターンを形成した薄膜型の第２フレキシブル絶縁基板とを、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合って配置されるように薄膜型のスペーサ部材を介して対向接合し、薄膜型のスペーサ部材における対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合った領域にそれぞれ開口を設けており、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが重なり合った領域がそれぞれスイッチの接点を構成している。また、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板とのいずれか一方または双方に、対応する接点パターンにそれぞれ導電接続された配線パターンが形成されている。
【０００３】
そして、前記既知のメンブレンスイッチは、それぞれの接点の形成部分を含んだ領域がスイッチ本体部を、スイッチ本体部から導出した領域が導出部を、導出部の先端領域に外部回路との接続を行う接続端子を設けた端子部（接続部）をそれぞれ構成しており、それぞれの接点と接続端子とを配線パターンによって導電接続している。
【０００４】
この場合、前記既知のメンブレンスイッチは、第１接点パターン及び第２接点パターン、それに配線パターンを形成する場合に、主として、導電性粉末である銀粉とバインダ材である熱可塑性樹脂と混合した混合材料を用いて、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の所要個所に印刷し、第１接点パターン及び第２接点パターン、配線パターンをそれぞれ形成していた。
【０００５】
前記構成を備えたメンブレンスイッチは、常時、対応する第１接点パターンと第２接点パターンとが被接触状態になっている、すなわち、それぞれの接点が常開接点であって、第１接点パターンと第２接点パターンとの間に加わる押圧力によって、第１接点パターンと第２接点パターンとが導電接触し、常開接点が閉じるように動作するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種のメンブレンスイッチは、スイッチの周辺温度の変化が比較的大きい個所に用いられることもあり、とりわけ、メンブレンスイッチを自動車の座席中に埋設配置し、搭乗者が座席を使用しているか否かの判定を行うセンサ素子として用いられる場合等においては、メンブレンスイッチの周囲温度が高温にさらされ、かつ、駐車中の自動車の座席上に荷物が置かれている場合等には、メンブレンスイッチに押圧力が絶えず加わった状態になっている。
【０００７】
ところで、前記既知のメンブレンスイッチは、各接点を構成している第１接点パターン及び第２接点パターンの形成材料に熱可塑性樹脂を用いているため、メンブレンスイッチの周辺温度が高温になり、かつ、メンブレンスイッチに押圧力が絶えず加わった状態になった場合に、接点に応力緩和（クリープ）を生じて、接点が閉じる作動力が低下してしまう。すなわち、メンブレンスイッチに長時間応力が加わることにより、第１接点パターン及び第２接点パターンが変形した状態に保持されるようになり、接点に正規（規定値）の押圧が加わる前に接点が閉じたりして、センサ素子として正確な動作を行うことができなくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、スイッチの周辺温度が高温状態になって押圧力が加えられても、全体の可撓性が損なわれることなく、接点に応力緩和を生じにくくすることができ、接点の誤動作の発生を回避することが可能なメンブレンスイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明によるメンブレンスイッチは、第１接点パターンを設けた第１フレキシブル絶縁基板と第２接点パターンを設けた第２フレキシブル絶縁基板をスペーサ部材を介して対向配置し、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方に配線パターンを設けたもので、配線パターンが導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層であり、第２接点パターンの少なくとも一部の層がバインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層とその硬質樹脂含有層の下側に設けた導電層とを有する手段を具備する。
【００１０】
前記手段によれば、配線パターンを、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性に合わせて、メンブレンスイッチ全体を良好な可撓性を持たせることができるとともに、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になっても、接点に応力緩和が生じにくくなり、接点部の耐熱クリープ性を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態において、メンブレンスイッチは、一部に第１接点パターンを形成した第１フレキシブル絶縁基板及び一部に第２接点パターンを形成した第２フレキシブル絶縁基板を、第１接点パターン及び第２接点パターンとの対向領域に開口を有するスペーサ部材を介して対向配置し、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方に対応する接点パターンに導電接続された配線パターンを形成し、少なくとも第２接点パターンの形成部分に加わる押圧力によって第１接点パターンと第２接点パターンとが導電接触するものであって、配線パターンが導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層であり、第２接点パターンが少なくとも一部の層がバインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層とその硬質樹脂含有層の下側に配置された導電層とを有しているものである。
【００１４】
本発明の実施の形態の一つの具体例において、メンブレンスイッチは、硬質樹脂含有層が導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料によって形成した硬質樹脂含有導電層からなるものである。
【００１５】
本発明の実施の形態の他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２フレキシブル絶縁基板に配線パターンが形成されており、この配線パターンを、導電性粉末に銀粉を主に用い、バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を用いている下層導電層と、導電性粉末にカーボン粉を用い、バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を用い、下層導電層を覆う上層導電層とによって構成し、第２接点パターンの硬質樹脂含有層を、配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂としての熱硬化性樹脂とカーボン粉を混入した硬質樹脂含有導電層にて構成し、下層導電層を硬質樹脂含有導電層の下面（すなわち、第２フレキシブル絶縁基板と硬質樹脂含有導電層との間）にまで延長配置しているものである。
【００１６】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方のベース材にポリエステル系フィルムを用い、接点パターンの形成領域を含んだスイッチ本体部及びスイッチ本体部から突出した導出部を備えており、導出部に配線パターンに導電接続された導出パターンを形成し、導出パターンのバインダ樹脂としてポリエステル系樹脂を用いているものである。
【００１７】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２フレキシブル絶縁基板が、スイッチ本体部と、導出部と、導出部を外部回路に接続する接続部とを有し、接続部が、硬質の樹脂または硬質のバインダ樹脂を形成材料として用いた端子を備えているものである。
【００１８】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第２接点パターンが、最外層に、硬質のバインダ樹脂としてフェノール樹脂からなる硬質樹脂含有導電層を用いているものである。
【００１９】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、スペーサ部材がフィルム状のものであって、粘着材によって第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板と一体化され、開口の大きさが、第１接点パターン及び第２接点パターンの形成領域よりも小さく形成されているものである。
【００２０】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、端子の最外層が、導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層からなるものである。
【００２１】
本発明の実施の形態のその他の具体例において、メンブレンスイッチは、第１接点パターンが、導電性粉末と配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層を備えており、両方のフレキシブル絶縁基板に押圧力が加えられるものである。
【００２２】
かかる本発明の実施の形態によれば、配線パターンを、既知のメンブレンスイッチと同様に、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性と合わせて、既知のメンブレンスイッチと同じように、メンブレンスイッチ全体に良好な可撓性を持たせることができるだけでなく、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時（第２接点パターン形成部分の押圧時）にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点（第２接点パターン部）の応力緩和が生じにくくなり、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生を回避することができ、その上に、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層の下層側に導電層を設けているので、第２接点パターンの導電性を確保しながら、高温状態に耐える接点を形成することができる。
【００２４】
そして、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層として、別途絶縁層を設けることもできるが、これらの本発明の実施の形態の中で、配線パターン及び第２接点パターンの下地として、熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂に銀粉を混入した銀層を形成し、配線パターン部における銀層を熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂にカーボン粉を混入した上層導電層で覆い、第２接点パターン部の銀層を熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂にカーボン粉を混入した硬質樹脂含有導電層で覆えば、配線パターン及び第２接点パターンの導通抵抗を小さくでき、かつ、銀層の腐食を心配しなくてもよい。さらに、２種類のカーボン層により、メンブレンスイッチの可撓性を損なうことなく、接点部の応力緩和を生じにくくすることができる。
【００２５】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、第１フレキシブル絶縁基板と第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方のベース材にポリエステル系フィルムを用い、配線パターン（導出パターン）のバインダ樹脂にポリエステル系樹脂を用いた実施の形態によれば、フレキシブル絶縁基板への配線パターン（導出パターン）の密着性が良好になり、導出部を撓めて使用しても、配線パターン（導出パターン）がフレキシブル絶縁基板から剥離することがない。
【００２６】
さらに、これらの本発明の実施の形態の中で、スペーサ部材としてフィルム材を用い、接点に対応するスペーサ部材の開口の大きさが、第１接点パターン及び第２接点パターンの形成領域よりも小さく形成した実施の形態によれば、第１接点パターン及び第２接点パターンを、膜厚のバラツキが大きい印刷手段を用いて形成したとしても、接点間のギャップをフィルム材であるスペーサ部材の板厚によって決めることができ、ギャップのバラツキが少なくなって、接点が閉じるための押圧力をほぼ一定にすることができる。
【００２７】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、接続部の端子を形成しているバインダ樹脂に、配線パターンを形成しているバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂を用いた実施の形態によれば、接続部とコネクタとの間で繰り返し挿抜を行っても、接続部の端子が削られることが少なくなり、導電性削り屑によるトラブルの発生を避けることができる。
【００２８】
さらに、これらの本発明の実施の形態の中で、第２接点パターンの最外層にバインダ樹脂として硬質のフェノール樹脂を用いた実施の形態によれば、耐摩耗性の優れた高寿命の接点部を構成することができる。
【００２９】
また、これらの本発明の実施の形態の中で、第１接点パターンが硬質樹脂含有導電層を備えた実施の形態によれば、２枚のフレキシブル絶縁基板のいずれの側から押圧力が加えられても応力緩和が生じにくくなり、耐熱クリープ性を高めることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例を示す構成図であって、その接点の近傍を示す断面図である。
【００３２】
図１に示されるように、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１と、第２フレキシブル絶縁基板２と、スペーサ部材３と、第１接点パターン４と、第２接点パターン５と、第１配線パターン６、第２配線パターン７と、開口８と、接着剤層９と、接点１０とを備えている。
【００３３】
そして、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２は、それぞれポリエステル系フィルムであるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のベース材からなるもので、厚さが７５乃至１００μｍ程度であり、可撓性を有するものである。スペーサ部材３は、ポリエステル系フィルムであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムであって、厚さが１００μｍ程度のものであり、接点１０の構成領域に開口８が形成されている。接着剤層９は、第１フレキシブル絶縁基板１とスペーサ部材３の一面の間、第２フレキシブル絶縁基板２とスペーサ部材３の他面との間に配置されるもので、両面粘着シートからなるスペーサ部材３の両面に予め設けられた厚さが２５μｍ程度の粘着剤からなり、第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２とを一定間隔をおいて対向配置させた状態で一体構成している。
【００３４】
第１接点パターン４及び第２接点パターン５は、それぞれ、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 と熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 との２層構造からなり、第１配線パターン６及び第２配線パターン７は、それぞれ、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 との２層構造からなっている。
【００３５】
この場合、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末である銀粉と熱可塑性樹脂であるポリエステル系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４及び第１配線パターン６の形成領域、第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５及び第２配線パターン７の形成領域のそれぞれに塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥した塗膜を形成したものである。熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末であるカーボン粉（カーボンブラックとグラファイトからなる）と熱硬化性樹脂であるフェノール系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４の形成領域及び第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５の形成領域にそれぞれ塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。また、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 は、同じ構成を有するもので、導電性粉末であるカーボン粉（カーボンブラックとグラファイトからなる）と熱可塑性樹脂であるビニル系のバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上及び第２フレキシブル絶縁基板２上の第１及び第２配線パターン６、７の形成領域に塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。
【００３６】
ところで、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 及び上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 は、いずれも、その下層側にある銀粉を含んだ熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 の腐食を防ぐため、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 を覆うように配置形成されているものである。また、第１接点パターン４及び第２接点パターン５の形成寸法は、スペーサ部材３の開口寸法よりも若干大きくなるように形成されている。なお、各導電層の乾燥後の膜厚はいずれも概略１０μｍ程度である。
【００３７】
次に、図２（イ）、（ロ）は、第１実施例のメンブレンスイッチに用いられる第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２それにスペーサ部材３の構成図であって、（イ）は第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２の平面図（表側平面図及び裏側平面図）、（ロ）はスペーサ部材３の平面図である。
【００３８】
図２（イ）、（ロ）に示されるように、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２は、略長方形状のスイッチ本体部１１と、スイッチ本体部１１から突出した細長い導出部１２と、導出部１２の先端に形成された接続部１３とからなっている。なお、図２（イ）、（ロ）において、図１に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００３９】
そして、スイッチ本体部１１は、第１フレキシブル絶縁基板１上の５つの第１接点パターン４と第２フレキシブル絶縁基板２上の５つの第２接点パターン５とからなる５つの接点１０が形成されている。第１フレキシブル絶縁基板１上には、５つの第１接点パターン４から延びる５本の第１配線パターン６と、導出部１２との境界部分に設けられ、５本の第１配線パターン６を結合した第１配線パターン結合部６Ｃとが形成されている。また、第２フレキシブル絶縁基板２上には、５つの第２接点パターン５から延びる５本の第２配線パターン７と、第１配線パターン結合部６Ｃに対向した位置に設けられ、５本の第２配線パターン７を結合した第２配線パターン結合部７Ｃとが形成されている。この場合、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃは、第１及び第２配線パターン６、７と同じ２層構造になっており、第１及び第２配線パターン６、７が形成される時、同時に形成される。
【００４０】
導出部１２及び接続部１３は、スイッチ本体部１１の第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２とを突出させることにより構成したものである。導出部１２は、第１フレキシブル絶縁基板１の長さ方向に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なった導出パターンである第１配線パターン１４が形成され、第２フレキシブル絶縁基板２の長さ方向に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なった導出パターンである第２配線パターン１５が形成されている。接続部１３は、第１フレキシブル絶縁基板１の長さ方向に、第１配線パターン１４に連なった第１端子１６が形成され、第２フレキシブル絶縁基板２の長さ方向に、第２配線パターン１５に連なった第２端子１７が形成され、第１端子１６及び第２端子１７がコネクタ（図示なし）に結合されたとき、メンブレンスイッチと外部回路とが接続される。
【００４１】
第１配線パターン１４は、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層１４2 との２層構造からなり、第２配線パターン１５は、下側熱可塑性樹脂含有導電層１５1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層１５2 との２層構造からなっている（図３参照）。
【００４２】
この場合、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 は、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 や下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 と同じ構成のもので、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 や下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 が形成されるときに同時に形成される。また、上側熱可塑性樹脂含有導電層１４2 、１５2 は、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 と同じ構成のもので、上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 が形成されるときに同時に形成される。さらに、図３に示す熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 は、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 と同じ構成のもので、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 が形成されるときに同時に形成される。
【００４３】
ここで、図３（イ）、（ロ）は、接続部１３を構成する第１端子１６または第２端子１７の近傍を示す構成図であって、（イ）は内部を透視して示す平面部、（ロ）はそのＡ−Ａ’線部分の断面図である。
【００４４】
図３（イ）、（ロ）において、図２（イ）、（ロ）に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００４５】
図３（イ）、（ロ）に示されるように、接続部１３は、第１フレキシブル絶縁基板１に形成された第１端子１６と、第２フレキシブル絶縁基板２に形成された第２端子１７とを備え、第１端子１６は、熱可塑性樹脂含有導電層１６1 と熱硬化性樹脂含有導電層１６2 との２層構造からなり、第２端子１７は、熱可塑性樹脂含有導電層１７1 と熱硬化性樹脂含有導電層１７2 との２層構造からなっている。
【００４６】
この場合、熱可塑性樹脂含有導電層１６1 、１７1 は、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、または、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 と同じ構成のもので、熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、下側熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 が形成されるときに同時に形成される。熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 は、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 と同じ構成のもので、熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 が形成されるときに同時に形成される。
【００４７】
前記構成による第１実施例のメンブレンスイッチは、次のように動作する。
【００４８】
まず、メンブレンスイッチのスイッチ本体部１１を作動領域、例えば、自動車の座席中（発泡ウレタン中）に埋設し、搭乗者がその座席に座ったとき、搭乗者の重力によって５つの接点１０の少なくとも１つに押圧力が加えられ、この接点１０の近くの第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２自身の弾力に抗して第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２が部分的に変形して、第１接点パターン４と第２接点パターン５とが接触し、この接点１０を閉じる。この接点１０が閉じたことにより、第１接点パターン４に接続される第１配線パターン６と第２接点パターン５に接続される第２配線パターン７との間の電圧または電流状態が変化し、その電圧または電流状態の変化が、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５、第１及び第２端子１６、１７をそれぞれ通して外部回路に伝達され、メンブレンスイッチが閉じたことの検知が行われる。
【００４９】
このように、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２に可撓性の高いポリエステル系フィルムを用い、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５の各構成材料に、熱可塑性樹脂をバインダ樹脂とした熱可塑性樹脂含有導電層６1 、６2 、７1 、７2 、１４1 、１４2 、１５1 、１５2 を用いているので、スイッチ本体部１１及び導出部１２の可撓性を良好に保持することができる。
【００５０】
また、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２にＰＥＴに比べて耐熱性に優れたＰＥＮを用い、第１接点パターン４と第２接点パターン５、第１及び第２端子１６、１７の構成材料に、熱硬化性樹脂をバインダ樹脂とした熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 、１６2 、１７2 を用いているので、使用時にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点１０に生じる応力緩和を極力回避することができ、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生をなくせるだけでなく、接続部１３の第１及び第２端子１６、１７をコネクタに繰り返し挿抜を行ったとしても、第１及び第２端子１６、１７の表面が削られることが少なく、導電性削り屑によるトラブルの発生を避け、接続部１３を長寿命にすることができる。
【００５１】
さらに、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１接点パターン４、第２接点パターン５、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４、１５、それに第１及び第２端子１６、１７のそれぞれが２層構造の導電層を有しているので、導電層を１層だけ設けている既知のものに比べて、導電性を高めることができる。
【００５２】
また、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２にポリエステル系フィルムを用い、２層構造の第１及び第２配線パターン６、７、１４、１５の下側層の構成材料にポリエステル系のバインダ樹脂を形成材料とする熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 を用いているので、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２と熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 との密着性が良好になり、例えば、導出部１２等を撓めた状態で用いたとしても、熱可塑性樹脂含有導電層１４1 、１５1 が剥離するのを防ぐことができる。
【００５３】
次に、図４は、本発明によるメンブレンスイッチの第２実施例を示す構成図であって、接点１０の近傍を示す断面図（配線パターンは図示していない）であり、図５（イ）、（ロ）は、第２実施例のメンブレンスイッチに用いられる第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２の構成図であって、（イ）は第１フレキシブル絶縁基板１の平面図、（ロ）は一部を透視して示した第２フレキシブル絶縁基板２の平面図（裏面平面図）である。
【００５４】
なお、図４及び図５（イ）、（ロ）において、図１及び図２（イ）、（ロ）に示された構成要素と同じと見なせる構成要素については同じ符号を付けている。
【００５５】
第２実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２のベース材料を含む基本構成が同じであるが、第１フレキシブル絶縁基板１及び第２フレキシブル絶縁基板２にそれぞれ導電パターンを形成配置する場合に、第１実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１側及び第２フレキシブル絶縁基板２側の双方に均等に各種の構成要素を形成配置しているのに対し、第２実施例のメンブレンスイッチは、第１フレキシブル絶縁基板１側に主として各種の構成要素を形成配置している点において構成上の違いがある。
【００５６】
すなわち、第２実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４として一対の櫛歯状の導電パターン４を配置形成し、その一対の櫛歯状の導電パターン４にそれぞれ連なる第１及び第２の配線パターン６、７を配置形成し、導出部１２側に、第１及び第２配線パターン６、７にそれぞれ連なる導出パターンである第１及び第２配線パターン１４、１５を配置形成し、接続部１３側に、第１及び第２配線パターン１４、１５にそれぞれ連なる第１及び第２端子１６、１７とを配置形成しているものであるのに対し、第２フレキシブル絶縁基板２は、スイッチ本体部１１に、接点１０となる第２接点パターン５だけを形成配置しているだけで、第２配線パターン７を配置形成しておらず、第２配線パターン１５を配置形成した導出部１２及び接続部１３を備えていないものである。
【００５７】
また、第２実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３（ただし、導出部１２上に配置される突出部はない）が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。また、一対の櫛歯状の導電パターン４及び第２接点パターン５は、ともに、第１実施例の第１接点パターン４及び第２接点パターン５を形成している材料と同じ材料を用いて形成した熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 及び熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 との２層構造のものからなり、第１及び第２配線パターン６、７や第１及び第２配線パターン１４、１５は、図示はしていないが、第１実施例の第１及び第２配線パターン６、７や第１及び第２配線パターン１４、１５を形成している材料と同じ材料を用いて形成した下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 、７1 、１４1 、１５1 と上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 、１４2 、１５2 との２層構造のものからなっている。
【００５８】
前記構成による第２実施例のメンブレンスイッチは、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであって、第２実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第２実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００５９】
なお、第２実施例のメンブレンスイッチにおいて、第２接点パターン５を熱可塑性樹脂含有導電層５1 と熱硬化性樹脂含有導電層５2 との２層構造により構成し、一方、第１接点パターン４となる一対の櫛歯状の導電パターン４を第１及び第２配線パターン６、７と同じように、下側及び上側熱可塑性樹脂含有導電層の２層構造により構成するように変更しても、一対の櫛歯状の導電パターン４を構成する導電パターン領域が第１実施例の第１接点パターン４の導電パターン領域に比べて小さいので、第１実施例のメンブレンスイッチに比べ、メンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとき、接点１０に応力緩和の発生の回避がやや難しくなるものの、実用的には殆んど問題にならない。
【００６０】
次いで、図６は、本発明によるメンブレンスイッチの第３実施例を示す構成図であって、接点の近傍を示す断面図である。
【００６１】
図６に示されるように、第３実施例のメンブレンスイッチは、熱硬化性樹脂含有層５3 と、第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 、５4 と、第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 、５5 と、固定板１８とを有している。なお、図６において、図１に示された構成要素と同じと見なせる構成要素については同じ符号を付けている。
【００６２】
そして、第２接点パターン５は、最下層に絶縁層からなる硬質樹脂含有層となる熱硬化性樹脂含有層５3 が、中間層に第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 が、最上層に第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 がそれぞれ配置された３層構造のものからなり、固定板１８は、例えば厚さ１ｍｍの鉄鋼製の金属板からなるもので、その一面に第１フレキシブル絶縁基板１の開放面が接着される。
【００６３】
この場合、熱硬化性樹脂含有層５3 は、第１実施例の熱硬化性樹脂含有導電層４2 、５2 の製造工程において、導電性粉末の導入工程を省略したのと同じ製造工程によって製造され、第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 は、第１実施例の熱可塑性樹脂含有導電層４1 、５1 の製造工程と同じ製造工程によって製造され、第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 は、第１実施例の上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 の製造工程と同じ製造工程によって製造される。
【００６４】
第３実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１フレキシブル絶縁基板１の開放面（底面）が固定板１８に接着され、第２接点パターン５が熱硬化性樹脂含有層５3 、第１熱可塑性樹脂含有導電層５4 、第２熱可塑性樹脂含有導電層５5 からなる３層構造である点、及び、第１接点パターン４’が第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 、第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 からなる２層構造である点に相違があるが、その他の構成については、第１実施例のメンブレンスイッチと同じ構成になっている。
【００６５】
すなわち、図６に図示されていない部分を含めて、第３実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４’を配置形成し、その第１接点パターン４’に連なる第１配線パターン６及び第１配線パターン結合部６Ｃとを配置形成し、導出部１２側に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なる導出パターンである第１配線パターン１４を配置形成している。一方、第２フレキシブル絶縁基板２のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる３層構造の第２接点パターン５を形成配置し、その第２接点パターン５に連なる第２配線パターン７及び第２配線パターン結合部７Ｃを配置形成し、導出部１２側に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なる導出パターンである第２配線パターン１５ を配置形成しているものである。なお、第３実施例においては、導出部１２の端部が接続部１３となり、その接続部１３が外部回路に図示していないコネクタを介して直接接続されているため、熱硬化性樹脂含有導電層１６2 、１７2 を備えた第１及び第２端子１６、１７が設けられていない。
【００６６】
また、第３実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。ここで、第１接点パターン４’は、第１実施例の第１配線パターン６を形成している材料と同じ材料を用いて形成した第１熱可塑性樹脂含有導電層４’1 と第２熱可塑性樹脂含有導電層４’2 との２層構造になっており、すなわち、第１配線パターン６の下側熱可塑性樹脂含有導電層６1 及び上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 と同時に印刷形成されており、第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４ 、１５は、それぞれ第１実施例に示された対応する構成と同じ構成を有している。
【００６７】
前記構成による第３実施例のメンブレンスイッチは、固定板１８に第１フレキシブル絶縁基板１の開放面を接着しているので、接点１０の押圧時に、第２フレキシブル絶縁基板２側からの押圧によってのみ接点１０が閉じる点を除けば、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであって、第３実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第３実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００６８】
続いて、図７は、本発明によるメンブレンスイッチの第４実施例を示す構成図であって、その接点１０の近傍を示す断面図である。
【００６９】
図７に示されるように、第４実施例のメンブレンスイッチは、熱硬化性樹脂含有導電層４3 、５6 と、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 とを有している。なお、図７において、図１に示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００７０】
そして、第１接点パターン４は、下側に熱硬化性樹脂含有導電層４3 と、上側に熱可塑性樹脂含有導電層４4 とが配置された２層構造のものからなり、第２接点パターン５も、下側に熱硬化性樹脂含有導電層５6 と、上側に熱可塑性樹脂含有導電層５7 とが配置された２層構造のものからなっている。
【００７１】
この場合、熱硬化性樹脂含有導電層４3 、５6 は、導電性粉末である銀粉とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂とを有機溶剤に混ぜたペースト状混合材料を、第１フレキシブル絶縁基板１上の第１接点パターン４の形成領域、及び、第２フレキシブル絶縁基板２上の第２接点パターン５の形成領域のそれぞれに塗布印刷し、印刷部分を加熱して有機溶剤を揮発させることにより、乾燥して形成したものである。また、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 は、第１実施例の上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 の製造工程と同じ製造工程によって製造される。
【００７２】
第４実施例のメンブレンスイッチは、第１実施例と比べて、第１接点パターン４が、銀粉を含む熱硬化性樹脂含有導電層４3 とカーボン粉を含む熱可塑性樹脂含有導電層４4 とからなる２層構造であり、第２接点パターン５が、銀粉を含む熱硬化性樹脂含有導電層５6 とカーボン粉を含む熱可塑性樹脂含有導電層５7 とからなる２層構造である点に相違があるが、その他の構成については、第１実施例のメンブレンスイッチと同じ構成になっている。
【００７３】
すなわち、図６に図示されていない部分を含めて、第４実施例においては、第１フレキシブル絶縁基板１のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第１接点パターン４を配置形成し、その第１接点パターン４に連なる第１配線パターン６及び第１配線パターン結合部６Ｃとを配置形成し、導出部１２側に、第１配線パターン結合部６Ｃに連なる導出パターンである第１配線パターン１４を配置形成し、接続部１３側に、第１配線パターン１４に連なる第１端子１６を配置形成している。一方、第２フレキシブル絶縁基板２のスイッチ本体部１１側に、接点１０となる第２接点パターン５を形成配置し、その第２接点パターン５に連なる第２配線パターン７及び第２配線パターン結合部７Ｃを配置形成し、導出部１２側に、第２配線パターン結合部７Ｃに連なる導出パターンである第２配線パターン１５ を配置形成し、接続部１３側に、第２配線パターン１５に連なる第２端子１７を配置形成しているものである。
【００７４】
また、第４実施例は、第１実施例と同じように、接点１０となる部分に開口８を有するスペーサ部材３が第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２との間に介在配置され、接着剤層９によって第１フレキシブル絶縁基板１と第２フレキシブル絶縁基板２に一体的に接着されている。第１及び第２配線パターン６、７、第１及び第２配線パターン結合部６Ｃ、７Ｃ、第１及び第２配線パターン１４ 、１５は、それぞれ第１実施例に示された対応する構成と同じ構成を有した２層構造をしている。
【００７５】
なお、第１及び第２端子１６、１７の構成は、第１実施例と同じ構成にはなっておらず、第４実施例の第１及び第２配線パターン１４、１５と同じ構成をしている。
【００７６】
また、熱可塑性樹脂含有導電層４4 、５7 は、それぞれ上側熱可塑性樹脂含有導電層６2 、７2 と同時に印刷形成されている。
【００７７】
前記構成による第４実施例のメンブレンスイッチは、第１及び第２実施例と同様に、接点１０の押圧時に、第１及び第２フレキシブル絶縁基板１、２のいずれの側からの押圧によっても接点１０が閉じるもので、本質的に、その動作が第１実施例のメンブレンスイッチの動作と同じであり、第４実施例のメンブレンスイッチで得られる効果についても、第１実施例のメンブレンスイッチで得られる効果と殆んど同じであるので、第４実施例のメンブレンスイッチの動作及び得られる効果についての説明は、いずれも省略する。
【００７８】
なお、前記各実施例においては、スペーサ部材３にフィルム状のものを用いた例を挙げて説明したが、本発明によるスペーサ部材３はフィルム状のものに限られず、他の形態、例えば、印刷手段によって形成したものを用いてもよい。
【００７９】
また、前記各実施例においては、スペーサ部材３に設けた開口１０が第１及び第２接点パターン４、５よりも若干小さい場合を例に挙げて説明したが、本発明による開口１０は前述の大きさのものに限られず、第１及び第２接点パターン４、５よりも若干大きい開口１０を設けるようにしてもよい。
【００８０】
なお、前記各実施例においては、第１及び第２接点パターン４、５、第１及び第２配線パターン６、１４、１７、１５をいずれも銀層とカーボン層の２層を備える構成としたが、本発明はこのような構成に限定されず、１層で形成するようにしてもよい。すなわち、導電性粉末として銀粉とカーボン粉とをブレンドしたものを用い、接点パターンについては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダ樹脂を用い、配線パターン部については、ポリエステル樹脂やビニル樹脂等の熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂を用いてもよい。この場合、カーボン粉は、各パターンの導電性を損なわない程度に含ませることで、メンブレンスイッチを製造するのに要する印刷回数を減らすことができてよい。
【００８１】
また、前記各実施例においては、５つの接点が配線パターンによって導通しているものについて説明したが、各接点のオン／オフを独立して検出できる構成としてもよい。
【００８２】
さらに、前記各実施例において用いている各種構成要素の形成材料及び形成素材は一例を示したに留るもので、同等の他の形成材料及び形成素材を用いてもよいことは勿論である。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配線パターンを、既知のメンブレンスイッチと同様に、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層によって構成しているので、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の本来の可撓性と合わせて、既知のメンブレンスイッチと同じように、メンブレンスイッチ全体に良好な可撓性を持たせることができるだけでなく、第２接点パターンの一部を、バインダ樹脂よりも硬質の樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂を含有した硬質樹脂含有層によって構成しているので、使用時（第２接点パターン形成部分の押圧時）にメンブレンスイッチの周辺温度が高温状態になったとしても、接点（第２接点パターン部）の応力緩和が生じにくくなり、所定の押圧力がないときに接点が閉じるという誤動作の発生をなくすことができ、その上に、第２接点パターンを構成する硬質樹脂含有層の下層側に導電層を設けているので、第２接点パターンの導電性を確保しながら、高温状態に耐える接点を形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例を示す構成図であっ本発明によるメンブレンスイッチの第１実施例の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例において、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板それにスペーサ部材の構成図である。
【図３】第１実施例において、接続部を構成する第１端子または第２端子の近傍を示す構成図である。
【図４】本発明によるメンブレンスイッチの第２実施例を示す構成図である。
【図５】第２実施例において、第１フレキシブル絶縁基板及び第２フレキシブル絶縁基板の構成図である。
【図６】本発明によるメンブレンスイッチの第３実施例を示す構成図である。
【図７】本発明によるメンブレンスイッチの第４実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 第１フレキシブル絶縁基板
２ 第２フレキシブル絶縁基板
３ スペーサ部材
４、４’ 第１接点パターン
４1 、４4 、５1 、５7 、１６1 、１７1 熱可塑性樹脂含有導電層
４2 、４3 、５2 、５6 、１６2 、１７2 熱硬化性樹脂含有導電層
５ 第２接点パターン
５3 熱硬化性樹脂含有層
４’1 、５4 第１熱可塑性樹脂含有導電層
４’2 、５5 第２熱可塑性樹脂含有導電層
６ 第１配線パターン
６1 、７1 、１４1 、１５1 下側熱可塑性樹脂含有導電層
６2 、７2 、１４2 、１５2 上側熱可塑性樹脂含有導電層
６Ｃ 第１配線パターン結合部
７ 第２配線パターン
７Ｃ 第２配線パターン結合部
８ 開口
９ 接着剤層
１０ 接点
１１ スイッチ本体部
１２ 導出部
１３ 接続部
１４ 第１配線パターン（導出パターン）
１５ 第２配線パターン（導出パターン）
１６ 第１端子
１７ 第２端子
１８ 固定板
Claims (9)
- 一部に第１接点パターンを形成した第１フレキシブル絶縁基板及び一部に第２接点パターンを形成した第２フレキシブル絶縁基板を、前記第１接点パターン及び前記第２接点パターンとの対向領域に開口を有するスペーサ部材を介して対向配置し、前記第１フレキシブル絶縁基板と前記第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方に対応する接点パターンに導電接続された配線パターンを形成し、前記第１接点パターンと前記第２接点パターンとからなる接点間に加わる押圧力によって前記第１接点パターンと前記第２接点パターンとが導電接触するメンブレンスイッチであって、前記配線パターンは、導電性粉末とバインダ樹脂との混合材料からなる樹脂含有導電層であり、前記第２接点パターンは、少なくとも一部の層が前記バインダ樹脂よりも硬質の樹脂を含有した硬質樹脂含有層とその硬質樹脂含有層の下側に配置された導電層とを有していることを特徴とするメンブレンスイッチ。
- 前記硬質樹脂含有層は、導電性粉末と前記バインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料によって形成した硬質樹脂含有導電層であることを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記第２フレキシブル絶縁基板に前記配線パターンが形成されており、前記配線パターンは、前記導電性粉末に銀粉を用い、前記バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を用いた下層導電層を備え、この下層導電層を下地として、熱可塑性樹脂からなるバインダ樹脂にカーボン粉を混入してなる上側導電層が形成されており、前記第２接点パターンの前記硬質樹脂含有層は、前記配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂としての熱硬化性樹脂にカーボン粉を混入してなる硬質樹脂含有導電層であり、前記下層導電層が前記硬質樹脂含有導電層の下面にまで延長配置されていることを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記第１フレキシブル絶縁基板と前記第２フレキシブル絶縁基板との少なくとも一方は、ベース材にポリエステル系フィルムを用い、前記接点パターンの形成領域を含むスイッチ本体部と前記スイッチ本体部から突出した導出部とを備え、前記導出部は、前記配線パターンに導電接続された導出パターンが形成され、前記導出パターンのバインダ樹脂にポリエステル系樹脂が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３の中のいずれか１項に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記第２フレキシブル絶縁基板は、前記スイッチ本体部と、前記導出部と、前記導出部を外部回路に接続する接続部とを有し、前記接続部には、前記硬質の樹脂または前記硬質のバインダ樹脂を形成材料として用いた端子が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記第２接点パターンは、最外層に、前記硬質のバインダ樹脂としてフェノール樹脂からなる前記硬質樹脂含有導電層を用いていることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記スペーサ部材は、フィルム状のもので、粘着剤により前記第１フレキシブル絶縁基板及び前記第２フレキシブル絶縁基板とともに一体化され、前記開口の大きさは、前記第１接点パターン及び前記第２接点パターンの形成領域によりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の中のいずれか１項に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記端子の最外層は、導電性粉末と前記配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層であることを特徴とする請求項５に記載のメンブレンスイッチ。
- 前記前記第１接点パターンは、導電性粉末前記配線パターンのバインダ樹脂よりも硬質のバインダ樹脂との混合材料からなる硬質樹脂含有導電層を備えていることを特徴とする請求項１乃至８の中のいずれか１項に記載のメンブレンスイッチ。
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