JP6410340B2 - ケーブルスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、曲げにはＯＮしにくく、指による加圧では容易にＯＮし得、イヤホン付属スイッチとして用いると好適なケーブルスイッチに関する。

例えば、ＣＤプレーヤーやＭＤプレーヤーのような携帯型音楽プレーヤーや携帯情報端末などの機器はイヤホンやヘッドホンを用いて音を聞くことが一般的である。この場合、機器とイヤホンとの間は、一般的にケーブルで接続される。

この場合、通常、ケーブルの途中に、音量調整やプレーヤーの動作制御（選曲やＯＮ・ＯＦＦ等）を行うコントロールボックスが設けられ、コントロールボックスにスイッチが設けられている。また、無線機能を搭載したイヤホン本体では、イヤホン本体にスイッチが設けられている。

リスナーが携帯型の機器でイヤホンを使う場合はジョギングやその他何らかの作業をしながら利用することが多い。これらの状況で再生機の制御等のスイッチ操作を行うに当たり、そのスイッチの位置がケーブルの一点に限定されているとその位置を探すなどして操作しなければならないため、迅速性に欠け、また、操作が煩わしく感じられることがある。

このような不具合を解消するために、ケーブル自体にスイッチ機能をもたせたものが提供されている。このケーブルではスイッチ操作の場所が特定されることはない。

特開平０５−３０１５８９号 特許第３４４７２２５号

この特許文献１では、外皮内部に、２つの導電性部材が上下に互いに離間して対向配置され、その間に導電性ゴムが設けられ、外部からの加圧によって２つの導電性部材が接触して導通し、スイッチがＯＮするように構成されている。

特許文献２では、外皮内部に、導電ゴムで被覆された２つの導電性部材が離間して配置され、外部からの加圧によって２つの導電性部材が接触し導通するように構成されている。

これら先行技術では導電ゴムを備え、導電ゴムを用いたものは屈曲により抵抗値が下がり、意図しない動作をしてしまうおそれがある、という課題があった。
また、手による加圧ではなく、曲げた場合、容易にＯＮしてしまうことがあり、誤動作を生じ易い、という課題があった。

この発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、曲げによる変形では導通しにくく、あるいは導通することなく、指による加圧では容易に導通し得るケーブルスイッチを提供することにある。

請求項１に係る本発明のケーブルスイッチは、内面に導体が設けられた帯状の第１の基材と、この第１の基材と対向し、内面の一方の側に平面状の＋側電極が、他方の側に−側電極が設けられ、この＋側電極と−側電極間に相互を分離し絶縁する隙間が形成された第２の基材とを備え、
前記導体と前記＋側電極および−側電極との間に、長さ方向に所定間隔で配される略矩形の窓を形成したスペーサを配し前記導体を介し前記＋側電極と−側電極とを導通可能とし、かつ前記窓内の隙間を窓内の中心から偏位させ、前記＋側電極と−側電極とが導通する部分が窓内の中心付近にこないようにしたことを特徴とするケーブルスイッチ。
請求項２に係る本発明のケーブルスイッチは、請求項１において、前記＋側電極と−側電極は互い違いに向き合う波形をなし、その間の隙間も波形をなすことを特徴とする。
請求項３に係る本発明のケーブルスイッチは、請求項１において、前記＋側電極と−側電極は互い違いに向き合う矩形をなし、その間の隙間も矩形をなすことを特徴とする。
請求項４に係る本発明のケーブルスイッチは、内面に導体が設けられた帯状の第1の基材と、この第1の基材と対面し、内面の一方の側に平面状の＋側電極が、他方の側に−側電極が設けられ、この＋側電極と−側電極間に相互を分離し絶縁する隙間が形成された第2の基材とを備え、
前記導体と前記＋側電極および−側電極との間に、長さ方向に所定間隔で配される略短形の窓を形成したスペーサを配し前記導体を介し前記＋側電極と−側電極を導通可能とし、前記＋側電極と−側電極は直線状をなし、その間の直線状の隙間の位置は前記窓幅の中央部から偏位させたことを特徴とするケーブルスイッチ。

本発明では、導電ゴムを用いていないため、導電ゴムに起因する誤動作を生ずることはない。また、本発明では、第１の基材の導体に対し、第２の基材に設けた＋側電極と−側電極との間に、互いを分離し絶縁する溝を設け、かつ第１の基材と第２の基材との間にスペーサを介在させ、曲げによる変形では導通しにくいか、導通しないようにし、指での加圧に対しては導通するようにしている。

本発明の第１実施例の主要構成部材の分解斜視図。 同上の各主要構成部材の平面図。 （ａ）は同上の部分拡大平面図、（ｂ）は一部組立状態の部分拡大平面図。 同じく部分拡大平面図。 （ａ）、（ｂ）は本発明の動作を説明するための説明図。 本発明の第１実施例と対比した別のケーブルスイッチの動作説明図。 （ａ）は本発明の第１実施例の概略部分平面図、（ｂ）は曲げ時の（ａ）図中Ｙ−Ｙ’線断面図、（ｃ）は（ａ）図中Ｘ−Ｘ’線断面図。 （ａ）は本発明の第１実施例の概略部分平面図、（ｂ）は指押し時の（ａ）図中Ｙ−Ｙ’線断面図、（ｃ）は（ａ）図中Ｘ−Ｘ’線断面図。 （ａ）図は本発明の第１実施例で用いられるスペーサの平面図、（ｂ）および（ｃ）図はそれぞれスペーサの変形例を示す。 本発明の第２実施例の分解斜視図。 同上の各部材の平面図。 本発明の第２実施例の部分平面拡大図。 同上の部分断面図。 同上の電気的配線説明図。 本発明の第２実施例の動作説明図。 同上の電気的配線説明図。 本発明の第２実施例の動作説明図。 同上の電気的配線説明図。 （ａ）、（ｂ）は第２実施例の曲げによるＯＮ・ＯＦＦ状態の説明図。 （ａ）は本発明の第３実施例の各主要構成部材の部分平面図、（ｂ）は一部組立状態の部分平面図。 本発明の一適用例を示す。

図１は本発明の第１実施例にかかる偏平タイプのケーブルスイッチの分解斜視図、図２は本発明のケーブルスイッチの各主要構成部材の平面図である。

本発明のケーブルスイッチ１は、細長い帯状の第１の基材２と、この第１の基材２と同形状をなし、離間して対向配置される第２の基材３と、これら第１、第２の基材２、３の間にサンドイッチ状に設けられる帯状のスペーサ４とを備えている。

第１の基材２は、例えば柔軟性を有するポリエステルフィルムのような材質からなる絶縁材２ａと、その内面に印刷によって設けられた導体２ｂとにて構成されている。この導体２ｂは絶縁材２ａより僅かに小さい形状となっている。図２では、そのことが分かり易いように第１の基材２をその内面側から見た平面状態として示している。なお、導体２ｂとしては、例えば銀ペースト・カーボンペースト・ブレンド（銀＋カーボン）が用いられる。

第２の基材３は、第１の基材２の絶縁材２ａと同様、ポリエステルフィルムからなり、その内面に、＋側電極３ａと、この＋側電極３ａと間隔をあけて対向配置された一側電極３ｂが印刷によって平面状に設けられている。

＋側電極３ａと−側電極３ｂは、第２の基材３の面一状の内面において、それぞれ凹凸状に向い合って形成され、同一平面において凹部と凸部は互い違いに対向配置されている。

すなわち、＋側電極３ａは、第２の基材３の幅方向の一方の側（図中左側）に配置され、−側電極３ｂは他方の側（図中右側）に配置され、凹部と凸部の形状は、この実施例ではそれぞれ波形に形成している。

第２の基材３の一方の側縁側に位置する＋側電極３ａの形状は、長さ方向に対し直線状をなす。−側電極３ｂに対向する側は波形の形状に形成されている。波形は、正弦波のように−側電極３ｂに向って突出する凸部３ａ１と、それと連なる凹部３ａ２とからなっている。

すなわち、＋側電極３ａにはその長さ方向に間隔をあけて凸部３ａ１が突設され、隣り合う凸部３ａ１の間に凹部３ａ２が形成され、波形をなす。

―側電極３ｂの形状も＋側電極３ａと同様な凸部３ｂ１と凹部３ｂ２を有する波形に形成されている。

互いに対向して配置された＋側電極３ａと−側電極３ｂにおいて、相互の凹凸は互い違いに配置され、図２に示すように、＋側電極３ａの隣り合う凸部３ａ１、３ａ１の間の凹部３ａ２に、−側電極３ｂの凸部３ｂ１が位置し、かつ＋側電極３ａと−側電極３ｂとの対向する間に波形の隙間３ｃが形成されている。

また、第２の基材３の一端部から＋側の電極の引出線ａと、−側電極の引出線ｂが引き出されている。

図１および図２において、４はスペーサで、第１の基材２と第２の基材３との間に設けられる。

このスペーサ４は所定の厚みを有し、長さ方向に沿って所定の間隔で略矩形の窓４ａが形成され、梯子状に形成されている。

スペーサ４は、例えばレジスト（絶縁インク）・ポリイミド＋粘着剤・ポリエステル＋接着剤のような絶縁性の材質からなり、屈曲自在で、スペーサ４は＋側電極３ａと−側電極３ｂ上に設けられる。

図３（ａ）は第１の基材２、長さ方向に所定間隔で配される略矩形の窓４ａを有するスペーサ４および第２の基材３を拡大して示し、第２の基材３の＋側電極３ａと−側電極３ｂと間の矩形の破線で示す領域が導通ポイント５となっている。導通ポイント５とは、第１の基材２の絶縁材内面に設けられた導体２ｂを介して＋側電極３ａと−側電極３ｂとが導通する部分であり、窓４ａの中心付近に導通ポイントが来ないようにしている。

図３（ｂ）は第２の基材３の＋側電極３ａと−側電極３ｂ上に、スペーサ４を、例えば印刷によって設けた状態を示す。スペーサ４の形状は第２の基材３の外形より僅かに小さく形成されている。スペーサ４の窓４ａからは波形の隙間３ｃを介し対向配置された＋側電極３ａと−側電極３ｂとが露出している。窓４ａから見える隙間３ｃは、窓４ａの一方の側（図中左側）から他方の側（図中右側）へ向う往路と、他方の側（図中右側）から折り返されて一方の側（図中左側）へ向う復路とからなり、この往路と復路は第２の基材３の長さ方向に沿って波形に伸びている。また、導通ポイント５は窓４ａ内に位置している。

上記導通ポイント５は、詳しくは図４に拡大して示すように、＋側電極３ａの凸部３ａ１の波の振幅中心位置６と、−側電極３ｂの波の凸部３ｂ１の振幅中心位置７が、スペーサ４の窓４ａの幅方向の一点鎖線で示す中心線８、８’上に位置しないようにしている。

すなわち、ケーブルスイッチ１を曲げた時、この実施例において、導通が生じる部分は＋側電極３ａと−側電極３ｂ間の隙間３ｃが窓４ａの幅の中心位置にある場合のみである。

図５（ａ）は、第２の基材３の上にスペーサ４を設け、かつその上に第１の基材２を設け、各部材を一体化するなどして本発明の偏平状のケーブルスイッチ１を構成し、Ｘ軸方向に曲げていった場合、図１２（ｂ）のように、非導通−導通状態、となる説明図である。

これに対し、図６（ａ）に示すように、＋側電極としての帯状の第１の導体２ｂを設けた第１の基材２と、−側電極としての帯状の第２の導体３’を設けた第２の基材３と、第１、第２の基材２、３間に挟持される窓４ａを有するスペーサ４とによってケーブルスイッチ１’を構成したとする。

この場合、窓４ａ内の第１の導体２ｂと、第２の導体３’の全面の広い面積が導通ポイントとなる。このため、ケーブルスイッチ１’を曲げていった場合、図６（ｂ）に示すように、容易に導通してしまう欠点がある。

本発明では、このようなことを防止するために、＋側電極３ａと−側電極３ｂを隙間を介して互い違いに向き合う波形の凹凸状とし、導体２ｂを介して＋側電極３ａと−側電極３ｂとの接触部分を窓４ａ内の中心位置から外れたところとし、ケーブルスイッチ１を曲げても容易に導通しないようにし、意図しない反応を起こさないようにしている。なお、図５（ｂ）に示すように、この実施例でも導通する箇所があるが、この程度であれば実用上、特に支障はない。

指による加圧では、窓４ａ内の部分を加圧すれば、導体２ｂを介し＋側電極３ａと−側電極３ｂが導通する。

図７はケーブルスイッチ１を曲げた時の状態を示す。（ａ）図はケーブルスイッチ１の概略平面図、（ｂ）図は、（ａ）図において、曲げた時のＹ−Ｙ’断面、（ｃ）図は、（ａ）図におけるＸ−Ｘ’断面を示す。

本発明の偏平なケーブルスイッチ１に発生する曲げはケーブルスイッチ１の厚み方向への屈曲が主となる。この場合、上下面、すなわち第１の基材２と第２の基材３が接触する方向に変形が生じる。曲げが生じた時点で、（ｂ）図中左側の曲げ内側面には、矢印で示すように、ケーブルスイッチ１の長さ方向に圧縮する力が発生し円柱側面状に変形が生じる。そのため、ケーブルの両側にあるスペーサ間断面は直線を保つように剛性を持つため、曲げ外側（図中右側）への移動が抑制される。一方、曲げ外側面の第２の基材３には、外側の矢印で示すように、ケーブルスイッチ１の長さ方向に伸長する力が発生するが、この場合は円柱側面形状にはならず平面状に近い形状となる。結果としてスペーサ４からの距離のある部分（スペーサ４の窓４ａの中心付近）において、導体２ｂと＋、−側電極３ａ、３ｂとが最も接触しやすくなる。

曲げの程度が大きくなり接触が生じた場合、更に曲げを大きくしても曲げ内側面（図中左側）は図中右側の外側面から押されることにより円柱状に戻す方向になり、曲げ外側面は円柱側面形状に近づくようになるため、曲げの内外面ともケーブルスイッチ１の幅の両側のスペーサ間断面が直線を保つ力が発生し、スペーサ４の厚み分の間隔を保つ方向に力が発生することとなる。よって上下面接触後に曲げの程度が大きくなっても、指で加圧した場合のような広い面積での接触は生じにくくなる。すなわち、曲げによる変形ではケーブルスイッチ１の幅方向の中央部かつケーブルスイッチ１の長さ方向のスペーサ４の窓４ａの中央部のみが接触することとなる。

曲げにより＋側電極３ａと−側電極３ｂとが導通するためには、両電極それぞれが導体２ｂによって接触する必要があるため、曲げによる接触部分以外に両電極間にスペーサ４によって隙間を設け、指による加圧で導通が発生しても、曲げによる変形では導通が発生しにくいようにしている。

図８は本発明のケーブルスイッチ１を例えば指によって加圧した状態を示す。（ａ）図はケーブルスイッチ１の概略平面図、（ｂ）図は指押し時の、（ａ）図中Ｙ−Ｙ’断面、（ｃ）図は、（ａ）図中Ｘ−Ｘ’断面である。

指による加圧の場合、窓４ａ内において、加圧部分の＋側電極３ａと−側電極３ｂとを接触させることができ、容易に導通させることができる。

なお、上記第１実施例において、スペーサ４としては、図９（ａ）に示すように、やや幅のある帯状部材に間隔を空けて矩形の窓４ａを形成した一枚のシート状のものについて説明したが、（ｂ）、（ｃ）に示す構成としても良い。

すなわち、図９（ａ）においてスペーサ４は、両側部に、互いに離間して平行に延びる一対の直線部４ｂ、４ｂと、これら直線部４ｂ、４ｂ間において、直線部４ｂの長さ方向に沿って窓４ａを形成すべく所定の間隔で渡る連結部４ｃを有し、この例では連結部４ｃの両端部は直線部４ｂ、４ｂと結合され、一体化されている。

しかしながら、図９（ｂ）図に示すように、直線部４ｂ、４ｂ間に渡る連結部４ｃは直線部４ｂ、４ｂと非接触としても良い。

また、（ｃ）図に示すように、直線部４ｂ、４ｂを、連結部４ｃの位置にて分断し、セグメント状としても良い。

以上のように、スペーサ４としては、長さ方向に所定間隔で配される略矩形の窓４ａを有すれば足り、図９（ａ）〜（ｃ）のいずれかで良い。

なお、上記第１実施例では、＋側電極３ａと−側電極３ｂの形状が正弦波状の波形の場合について説明したが、三角波状とすることも可能である。

図１０は本発明の第２実施例の主要構成部材の分解斜視図、図１１は各部材の平面図を示す。

この実施例でも、＋側電極３ａと−側電極３ｂは凹凸状に形成されているが、その凹凸の具体的形状を矩形状としている。

すなわち、＋側電極３Ａは、詳しくは図１１に示すように、第２の基材３の一方の側辺に沿って長さ方向に伸びる直線部３ｃと、この直線部３ｃの長さ方向に沿って所定の間隔をあけて突設された凸部３ｄからなる。この凸部３ｄは対向配置された−側電極３Ｂに向って突出し、矩形の形状に形成されている。長さ方向に沿って突設された隣り合う凸部３ｄの間が凹部３ｅとなっている。

−側電極３Ｂも、同様に直線部３ｆ、凸部３ｇ、凹部３ｈを備えている。−側電極３Ｂの凸部３ｇは＋側電極３Ａの凹部３ｅに位置する。−側電極３Ｂの凹部３ｈには＋側電極３Ａの凸部３ｄが位置し、対向する相互の電極間に矩形波状の隙間３ｉが形成されている。

その他の構成は第１実施例と同じであるため、同一部材は同じ符号で示す。

図１２において、トラック形状の一点鎖線で示す部分Ａは加圧領域を示す。

図１３〜図１８は本発明の第２実施例のケーブルスイッチ１Ａの導通、非導通の状態を示す説明図である。

図１３は、図１２の加圧領域Ａの断面であって、＋側電極３ｄと−側電極３ｇが非導通の状態、図１４はその電気的配線状態を示す。

すなわち、図１３、図１４の状態では、第１の基材２の導体２ｂと、第２の基材３の＋側電極３ｄと−側電極３ｇとはスペーサ４を介し離れ、非接触のため、非導通となっている。

図１５は、一方の窓４ａ内の部分が指の加圧により接触しているが、他方は非接触のため、図１６に示すように、非導通である。

図１７は、隣り合う２か所の窓４ａ内が指の加圧により接触することにより、導体２ｂを介し＋側電極３ｄと−側電極３ｇとが接触し、図１８に示すように、導通する状態を示す。

図１９は（ａ）図に示す構成の第２実施例のケーブルスイッチ１Ａを曲げていった場合、（ｂ）図に、非導通−導通、の状態を示す。

この実施例では、図１２においてＡで示すように、スペーサ４の隣り合う窓４ａに、それぞれ＋側電極３ｄおよび−側電極３ｇが面するようにし、かつ隙間３ｈを、窓４ａの連結部４ｃによって隠れる位置としたため、図１９（ｂ）図に示すように、曲げによる導通は生じない。

図２０は本発明の第３実施例を示す。（ａ）図は各主要構成部材の部分平面図、（ｂ）図は一部組立状態の部分平面図を示す。

この実施例では第２の基材３の内面に設ける＋側電極３Ｃと−側電極３Ｄをシンプルな直線状とし、また、その間の絶縁用の隙間３ｊも直線状としたことに特徴を有している。

このように直線状とした場合、前述の第１、第２実施例のように電極を波形や矩形とし、互い違いに向い合せて配置する構成に比べ製作が容易となる利点がある。

なお、この実施例では＋側電極３Ｃの幅を−側電極３Ｄの幅より小さくしている。したがって、隙間３ｊは、符号８−８’の一点鎖線で示す第２の基材３の幅の中心位置より偏位させた位置としている。

すなわち、隙間３ｊを中央部にすると、曲げた場合、第１の基材２の導体２ｂが＋側電極３Ｃおよび−側電極３Ｄと接触しやすく、導通しやすくなる。これに対し、この実施例では隙間３ｊを中央部からズラしているため、曲げ時に容易に導通することはない。

使用にあたり、この実施例では、第２実施例と異なり、一つの窓４ａ内に＋側電極３Ｃと−側電極３Ｄが位置しているため、一つの窓４ａの部分を例えば指により加圧すれば導通させることができる。

なお、上記各実施例では、図示の状態において、右側に＋側電極、左側に−側電極を配置しているが、逆としても良いことは勿論である。また、第２、第３実施例において、スペーサ４を図９（ｂ）、（ｃ）に示した帯状タイプとしても良い。

図２１は本発明のケーブルスイッチを、無線機能を搭載した公知のイヤホンに適用した一例の概念図を示す。すなわち、電池Ｂが内蔵された左側イヤホンＬと、所定の回路Ｃを内蔵する右側イヤホンＲとをケーブルスイッチで接続した状態を示す。

この例では偏平状の一つのケーブルスイッチに、通話のためのオン／オフ用ケーブルスイッチ１００、音量ダウン用のケーブルスイッチ１０１、音量アップ用のケーブルスイッチ１０２を組み込んだ例を示す。

電池Ｂは回路Ｃに接続され、回路Ｃの電源として機能する。通話用のケーブルスイッチ１００、音量ダウン用のケーブルスイッチ１０１、音量アップ用のケーブルスイッチ１０２はそれぞれ回路Ｃに接続され、適宜スイッチを操作するとそれに応じて回路Ｃが動作するようになっている。

なお、本発明の、ケーブルスイッチは上記使用に限らず、曲げ時に導通しにくいか、導通しないため、曲面へ設置し、タッチセンサとしても使用することもできる。

１ ケーブルスイッチ
２ 第１の基材
２ａ 絶縁材
２ｂ 導体
３ 第２の基材
３ａ、３Ａ、３Ｃ ＋側電極
３ａ１ ＋側電極凸部
３ａ２ ＋側電極凹部
３ｂ、３Ｂ、３Ｄ −側電極
３ｂ１ −側電極凸部
３ｂ２ −側電極凹部
３ｃ 隙間
４ スペーサ
４ａ 窓
４ｂ 直線部
４ｃ 連結部
５ 導通ポイント
ａ、ｂ 引出線

Claims (4)

1. 内面に導体が設けられた帯状の第１の基材と、この第１の基材と対向し、内面の一方の側に平面状の＋側電極が、他方の側に−側電極が設けられ、この＋側電極と−側電極間に相互を分離し絶縁する隙間が形成された第２の基材とを備え、
   前記導体と前記＋側電極および−側電極との間に、長さ方向に所定間隔で配される略矩形の窓を形成したスペーサを配し前記導体を介し前記＋側電極と−側電極とを導通可能とし、かつ前記窓内の隙間を、窓内の中心付近において窓幅の中央部から偏位させ、前記＋側電極と−側電極とが導通する部分が窓内の中心付近にこないようにしたことを特徴とするケーブルスイッチ。
2. 請求項１記載のケーブルスイッチにおいて、前記＋側電極と−側電極は互い違いに向き合う波形をなし、その間の隙間も波形をなすことを特徴とするケーブルスイッチ。
3. 請求項１記載のケーブルスイッチにおいて、前記＋側電極と−側電極は互い違いに向き合う矩形をなし、その間の隙間も矩形をなすことを特徴とするケーブルスイッチ。
4. 内面に導体が設けられた帯状の第1の基材と、この第1の基材と対面し、内面の一方の側に平面状の＋側電極が、他方の側に−側電極が設けられ、この＋側電極と−側電極間に相互を分離し絶縁する隙間が形成された第2の基材とを備え、
   前記導体と前記＋側電極および−側電極との間に、長さ方向に所定間隔で配される略短形の窓を形成したスペーサを配し前記導体を介し前記＋側電極と−側電極とを導通可能とし、前記＋側電極と−側電極は直線状をなし、その間の直線状の隙間の位置は前記窓幅の中央部から偏位させたことを特徴とするケーブルスイッチ。
   

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