JP4563896B2 - タッチ検出機能付きスイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極を有するタッチ検出機能付きスイッチ装置に関する。

例えば複数のスイッチ操作部材として複数の操作ボタンを有するスイッチ装置と、その操作ボタンと対応する数の選択部を画面に表示する表示装置とを備え、使用者が選択した操作ボタンを手指にて押圧操作すると、操作ボタンの下側に配設されたスイッチ要素が押圧操作されることに基づき、その操作ボタンに対応する、画面上の選択部が決定されるというものが考えられている。

なお、本発明が解決しようとする課題に対応するような公知文献は発見できなかった。

ところで、上記したようなものにおいては、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンを見て選択して、操作する必要がある。このため、使用者は、スイッチ装置の操作ボタンと、表示装置の画面の両方を見る必要があり、操作性が悪いという問題がある。
そこで、このようなことに対処するため、発明者らは次のようなものを考えた。それは、スイッチ装置の操作ボタンに手指が接触した際に、これを検出して、その操作ボタンに対応する選択部の表示状態を変化させるような構成とするものである。このような構成のものによれば、表示画面をみれば、手指が接触している操作ボタンの位置がわかるため、スイッチ装置の操作ボタンを見ずに、表示画面のみを見て操作する、いわゆるブラインド操作が可能となる。

これを実現させるためのスイッチ装置として、発明者らは例えば図３及び図４に示す構成のもの（比較例）を考えた。これら図３及び図４において、スイッチ操作部材を構成する操作ボタン１は合成樹脂により下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されていて、内面に、銅メッキによりタッチ検出用電極２が設けられている。操作ボタン１の下方には、矩形板状をなすプリント配線板３が配置されている。このプリント配線板３には、プリント配線がなされている。上記タッチ検出用電極２は、接続線４によりプリント配線板３の配線部５に電気的に接続されている。接続線４の両端部は、タッチ検出用電極２と配線部５にそれぞれはんだ６により接続されている。

プリント配線板３において、操作ボタン１の一端部１ａの下方に対応する部位に位置させて、スイッチ要素としてタクトスイッチ７が配設されている。なお、操作ボタン１の他端部１ｂとプリント配線板３の上面との間には、操作ボタン１の他端部１ｂの下方向への移動を許容する隙間８が設定されている。
なお、図示した構成では、操作ボタン１が１個のみであるが、複数の選択部と対応させる場合には、操作ボタン１を含むユニットを複数個用意する。そして、各配線部５及びタクトスイッチ７は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置（図示せず）に接続される。

上記構成において、使用者の手指が操作ボタン１の上面の操作面１ｃに接触すると、タッチ検出用電極２を介して制御装置がこれを検出し、図示しない表示装置の画面においてそれに対応する選択部の表示状態を変える。そして、その操作ボタン１が下方へ押圧操作され、この操作ボタン１の一端部１ａによりタクトスイッチ７が押圧操作されると、制御装置は、例えば表示装置の画面上の選択部の表示状態を決定状態に変化させる。

上記した構成のものでは、使用者の手指が操作ボタン１に接触した場合にこれを検出することができる。しかしながら上記した構成のものでは、次のような問題がある。すなわち、操作ボタン１の操作の際に、接続線４が屈曲する必要があり、その接続線４の両端部と、タッチ検出用電極２及び配線部５との間の接続部分に負荷が掛かりやすく、接続信頼性が低下しやすいという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的な接続の信頼性の向上を図ることができるタッチ検出機能付きスイッチ装置を提供するにある。

上記した目的を達成するために、本発明のタッチ検出機能付きスイッチ装置は、左右の側壁とこれら両側壁を上部で連結した上部壁を有し、下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されたスイッチ操作部材と、このスイッチ操作部材に設けられ、前記スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極と、前記スイッチ操作部材の下方に配置され、配線部を有した弾性変形可能なフレキシブル配線板と、このフレキシブル配線板にあって前記スイッチ操作部材の一端部に対応して設けられたスイッチ要素と、前記スイッチ操作部材の他端部に対応して前記フレキシブル配線板に固定状態に設けられ、前記配線部にはんだ付けにより接続されるとともに前記タッチ検出用電極にはんだ若しくは溶接により接続されて前記配線部と前記タッチ検出用電極との間を電気的に接続する接続器とを備え、前記スイッチ操作部材が下方へ押圧操作されることに伴い当該スイッチ操作部材の他端部および前記接続器を介して前記フレキシブル配線板が押されて弾性変形するとともに、前記スイッチ操作部材の一端部を介して前記スイッチ要素が押圧操作される構成であることを特徴とする。

スイッチ操作部材の押圧操作の際に、フレキシブル配線板の弾性変形を利用することができるので、フレキシブル配線板と、接続器と、タッチ検出用電極とは、それぞれ強固に連結することができる。このため、タッチ検出用電極と接続器との間、及び接続器とフレキシブル配線板の配線部との間の電気的な接続の信頼性を向上できる。

以下、本発明の一実施例について図１及び図２を参照して説明する。
スイッチ操作部材を構成する操作ボタン１０は、合成樹脂により製作されたもので、左右の側壁１０ａ，１０ｂと、これら両側壁１０ａ，１０ｂを上部で連結した上部壁１０ｃとを有していて、下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されている。この操作ボタン１０には、上部壁１０ｃの内面から右側壁１０ｂの内面にかけて銅メッキによりタッチ検出用電極１１が設けられている。

操作ボタン１０の下方には、フレキシブル配線板１３が配置されている。このフレキシブル配線板１３は、フレキシブルフラットケーブル等と同様に製作されたもので、プラスチックシート間に銅製の配線部（図示せず）を挟み込んだような構造となっていて、弾性変形可能な構成となっている。このフレキシブル配線板１３は矩形板状をなす支持台１４の上面に接着されていて、フレキシブル配線板１３の右部１３ａは、支持台１４から突出している。

フレキシブル配線板１３の右部１３ａの上面には、接続器を構成するコネクタ１５が固定状態に設けられていて、これの接続端子１６（図２参照）が、フレキシブル配線板１３の配線部（図示せず）にはんだ１７付けにより電気的に接続されている。コネクタ１５には、接続端子１６と電気的に接続された銅板製のターミナル１８が上方へ向けて突設されていて、このターミナル１８が、操作ボタン１０における上記タッチ検出用電極１１の下部にはんだ若しくは抵抗溶接により電気的にも機械的にも接続されている。

フレキシブル配線板１３の左部１３ｂの上面には、スイッチ要素を構成するタクトスイッチ２０が固定状態に設けられている。このタクトスイッチ２０は、操作ボタン１０の左側壁１０ａの下面に対応する位置に配置されている。

なお、図示した構成では、操作ボタン１０が１個のみであるが、複数の選択部と対応させる場合には、操作ボタン１０を含むユニットを複数個用意する。そして、各フレキシブル配線板１１の配線部及びタクトスイッチ１８は、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置（図示せず）に接続される。

上記構成において、使用者の手指が操作ボタン１０の上部壁１０ｃにおける上面の操作面１０ｄに接触すると、タッチ検出用電極１１の静電容量が変化する。制御装置は、この変化を検出することに基づき、手指が操作ボタン１０に接触したことを検出し、図示しない表示装置の画面においてそれに対応する選択部の表示状態を変える。そして、その操作ボタン１０が下方へ押圧操作されると、フレキシブル配線板１３の右部１３ａの弾性変形を伴って（図１及び図２の二点鎖線参照）操作ボタン１０が下方へ変位し、この操作ボタン１０の左側壁１０ａの下面によりタクトスイッチ１８が押圧操作される。すると、制御装置は、例えば表示装置の画面上の選択部の表示状態を決定状態に変化させる。

上記した実施例においては、操作ボタン１０の押圧操作の際に、フレキシブル配線板１３の弾性変形を利用することができるので、フレキシブル配線板１３と、接続器を構成するコネクタ１５と、タッチ検出用電極１１とは、それぞれ強固に連結することができる。このため、接続線の屈曲が必要とされた比較例とは違い、タッチ検出用電極１１とコネクタ１５のターミナル１８との間、及びコネクタ１５の接続端子１６とフレキシブル配線板１３の配線部との間の電気的な接続の信頼性を向上できる。

本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
タッチ検出用電極１１は、メッキに限られず、例えば接続部が露出していれば操作ボタン１０にインサート成形により設けることもできる。
スイッチ要素としては、タクトスイッチ２０以外のものでも良い。

本発明の一実施例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の正面図 要部の拡大正面図 比較例を示すタッチ検出機能付きスイッチ装置の斜視図 同スイッチ装置を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図

符号の説明

図面中、１０は操作ボタン（スイッチ操作部材）、１０ａは左側壁（一端部）、１０ｂは右側壁（他端部）、１１はタッチ検出用電極、１３はフレキシブル配線板、１４は支持台、１５はコネクタ（接続器）、１６は接続端子、１８はターミナル、２０はタクトスイッチ（スイッチ要素）を示す。

Claims (1)

1. 左右の側壁とこれら両側壁を上部で連結した上部壁を有し、下面側が開口した逆Ｕ字状をなすように形成されたスイッチ操作部材と、
   このスイッチ操作部材に設けられ、前記スイッチ操作部材に手指が接触した際にこれを検出するためのタッチ検出用電極と、
   前記スイッチ操作部材の下方に配置され、配線部を有した弾性変形可能なフレキシブル配線板と、
   このフレキシブル配線板にあって前記スイッチ操作部材の一端部に対応して設けられたスイッチ要素と、
   前記スイッチ操作部材の他端部に対応して前記フレキシブル配線板に固定状態に設けられ、前記配線部にはんだ付けにより接続されるとともに前記タッチ検出用電極にはんだ若しくは溶接により接続されて前記配線部と前記タッチ検出用電極との間を電気的に接続する接続器とを備え、
   前記スイッチ操作部材が下方へ押圧操作されることに伴い当該スイッチ操作部材の他端部および前記接続器を介して前記フレキシブル配線板が押されて弾性変形するとともに、前記スイッチ操作部材の一端部を介して前記スイッチ要素が押圧操作される構成であることを特徴とするタッチ検出機能付きスイッチ装置。

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