JP6837596B2

JP6837596B2 - 押圧構造体、スイッチ装置、および押圧構造体の製造方法

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Publication number: JP6837596B2
Application number: JP2020501762A
Authority: JP
Inventors: 孝弘新井
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2039-02-19
Also published as: JPWO2019163730A1; WO2019163730A1

Description

本願は、スイッチ部材を押圧する押圧部材を備える押圧構造体およびスイッチ装置、ならびにこの押圧構造体の製造方法に関する。

プッシュ式のスイッチ装置として、押圧体がラバーで構成されたソフトスイッチが知られている。このソフトスイッチは、スイッチ部材と、スイッチ部材の上に設けられた押圧体を備えている。スイッチ部は、基板またはリードフレームに設けられた第１接点および第２接点と、第１接点および第２接点を弾性的に導通接触させる導電バネ部材を備えている。導電バネ部材は、押圧体に押圧されて、第１接点および第２接点の導通と非導通を切り替えている。

特許文献１に開示されたスイッチは、外部からの押圧力によって可動電極を第２の位置から第１の位置に変位させる押圧部材を備えている。このスイッチでは、押圧部材は、弾性変形して可動電極との接触面積が増大する。押圧部材は、支持部と、凸部と、樹脂層を備えている。支持部は可動電極の全体を覆っている。凸部は、下方に突出するように、支持部の中央で支持されている。

支持部および凸部は、例えばシリコーンゴムまたはフッ素系ゴムを含有する材料によって柔軟性および弾性を有し、一体形成されている。樹脂層は、支持部の上面、すなわち可動電極と接する面の反対面に設けられている。この樹脂層は、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、もしくはフッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含有する材料からなり、適宜の接着剤を用いて支持部の上面全面に接着されている。

特開２０１３−０７７５５２号公報

特許文献１に記載されたスイッチでは、接着剤を介して、支持部の上面に樹脂層が設けられている。このため、押圧部材の押圧動作によって、材質が異なる樹脂層と支持部が剥離するおそれがある。特に、可動電極から押圧部材に過度の押圧力または不測の衝撃が加わったときに、スイッチの操作性に支障を及ぼすような損傷が生じるおそれがある。また、スイッチを製造するときのリフロー工程において、押圧部材から樹脂層が剥離して製品不良が発生するおそれもある。

そこで、本願の目的は、スイッチの操作またはスイッチの製造のとき、過度の押圧変形や不測の外力が掛かっても、剥離等の損傷が容易に生じない押圧構造体、スイッチ装置、および押圧構造体の製造方法を提供することである。

本発明のある態様の押圧構造体は、第１接点および第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、第２接点に接触するように基板の上に設けられ、下方に弾性変形して第１接点と第２接点を導通する導電バネ部材と、を備えるスイッチ部材の上方に設置される押圧構造体であって、導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材を有する。

本発明のある態様のスイッチ装置は、第１接点および第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、第２接点に接触するように基板の上に設けられ、下方に弾性変形して第１接点と第２接点を導通する導電バネ部材と、導電バネ部材を覆うカバー部材と、カバー部材の上方に設けられ、カバー部材を介して、導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材とを有する。

本発明のある態様の押圧構造体の製造方法は、上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する方法であって、スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、カバー部材の上面に、多孔質材料から構成されるアンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、成形枠内にアンカー部材を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、押圧部材の内部に設けられたアンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程を有する。

本発明の他の態様の押圧構造体の製造方法は、上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する方法であって、スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、カバー部材の上面に、多孔質材料から構成されるアンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、アンカー部材の上面の周辺部が露出するように、アンカー部材の上面の中央部に樹脂原料を塗布して樹脂から構成される押圧部材を設ける押圧部材設置工程を有する。

本発明の他の態様の押圧構造体の製造方法は、上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する方法であって、スイッチ部材の上面を、凹部がつながっている凹凸を上面に備えるカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、カバー部材の上面に、上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、成形枠内にアンカー部材を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、押圧部材の内部に設けられたアンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程を有する。

本発明の他の態様の押圧構造体の製造方法は、上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する方法であって、スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、カバー部材の上面に、開口部を備えるアンカー基材を設置するアンカー基材設置工程と、上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を、アンカー基材によって複数の孔のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、アンカー基材の上面に設置するアンカー部材設置工程と、成形枠内にアンカー部材を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、押圧部材の内部に設けられたアンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程を有する。

本発明の他の態様の押圧構造体の製造方法は、上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する方法であって、スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、カバー部材の上面に、開口部を備えるアンカー基材を設置するアンカー基材設置工程と、上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を、アンカー基材によって複数の孔のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、アンカー基材の上面に設置するアンカー部材設置工程と、アンカー部材の上面に、複数の孔のうち少なくとも２つの孔を完全にはふさがない開口部を備える多孔質部材を設置する多孔質部材設置工程と、成形枠内にアンカー部材を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、押圧部材と、押圧部材の内部に設けられたアンカー部材および多孔質部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程を有する。

本願の押圧構造体では、押圧部材の内部にアンカー部材が設けられている。このため、本願の押圧構造体では、押圧部材とスイッチ部材の密着性が高まり、押圧部材がスイッチ部材から剥離するのを抑えられる。

本願のスイッチ装置では、押圧部材の内部にアンカー部材が設けられている。このため、本願のスイッチ装置では、押圧部材とカバー部材の密着性が高まり、押圧部材がカバー部材から剥離するのを抑えられ、スイッチング操作が安定して行える。

本願のある態様の押圧構造体の製造方法では、成形枠内にアンカー部材を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入することで、押圧部材とアンカー部材が容易に一体的に成形できる。

第一実施形態のスイッチ装置の斜視図である。第一実施形態のスイッチ装置の分解斜視図である。第一実施形態のスイッチ装置の断面図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の製造方法のカバー部材被覆工程を説明するためのスイッチ部材の斜視図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の製造方法のアンカー基材設置工程を説明するための斜視図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の製造方法のアンカー部材設置工程と押圧構造体成形工程を説明するための斜視図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の製造方法の押圧構造体成形工程を説明するための断面図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の集合工法による製造方法のアンカー部材設置工程後の状態を説明するための断面図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の集合工法による製造方法の押圧構造体成形工程を説明するための断面図である。第一実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の集合工法による製造方法の集合基板切断工程後の状態を説明するための断面図である。第二実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の分解斜視図である。第三実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の分解斜視図である。第四実施形態のスイッチ装置の押圧構造体の分解斜視図である。第五実施形態のスイッチ装置の斜視図である。第六実施形態のスイッチ装置の斜視図である。

以下、本願の押圧構造体、スイッチ装置、および押圧構造体の製造方法について、各実施形態および図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、本願の押圧構造体、スイッチ装置、および押圧構造体の製造方法を模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

図１は、本発明の第一実施形態のスイッチ装置１０の外観を示している。図２は、分解した状態でスイッチ装置１０を示している。図３は、スイッチ装置１０の中心を縦方向に切断したときの断面を示している。なお、特に断らない限り、本願では、図３に示すスイッチ装置の向きを基準に上下方向を規定する。図１に示すように、スイッチ装置１０は、スイッチ部材１１と、押圧構造体２１を備えている。図２に示すように、スイッチ部材１１は、基板１２と、枠部材１８と、導電バネ部材１５と、押し子１６を備えている。また、図２に示すように、押圧構造体２１は、カバー部材１７と、アンカー基材２２と、アンカー部材２４と、押圧部材２６を備えている。

基板１２は、例えば、ガラスエポキシ等の樹脂からなる基板またはフレキシブル基板である。基板１２の上面の中央には第１接点１３が設けられている。基板１２の上面であって第１接点１３の周囲には、第２接点１４が設けられている。基板１２には、第１接点１３および第２接点１４から延びる配線パターンが形成されている（図示せず）。基板１２が実装基板等に取り付けられるための電極端子１９ａ，１９ｂが、基板１２の側面に設けられている。電極端子１９ａ，１９ｂは、第１接点１３または第２接点１４と電気的に接続されている。

枠部材１８は基板１２上に設けられている。枠部材１８は中央に開口部１８ａを備えている。開口部１８ａには導電バネ部材１５が収容される。導電バネ部材１５は、例えば円形ドーム状の一枚以上の金属製タクトバネである。導電バネ部材１５の外周部は第２接点１４上に設置される。すなわち、導電バネ部材１５は、第２接点１４に接触するように基板１２の上に設けられている。導電バネ部材１５の中央は、第１接点１３と対向して離れている。導電バネ部材１５の中央が下方に弾性変形して第１接点１３に接触することで、第１接点１３と第２接点１４が導通する。すなわち、スイッチ装置１０のスイッチ操作は、導電バネ部材１５の頂上部が下方に押圧され、導電バネ部材１５が弾性変形しながら第１接点１３に接触することによって行われる。

押し子１６は、導電バネ部材１５の頂上部の下方への押圧を補助する。押し子１６の形状は、図２に示すような円柱状以外に、ドーム状等のような突起形状であってもよい。押し子１６は、導電バネ部材１５とカバー部材１７の間に、導電バネ部材１５と接触するように設置されている。より具体的には、押し子１６は、導電バネ部材１５の頂上部の上に設置されている。

カバー部材１７は、押し子１６を内包するように、導電バネ部材１５と押し子１６の上面を、すなわちスイッチ部材１１の上面を覆っている。換言すると、カバー部材１７は、アンカー基材２２の下に設けられ、開口部１８ａをふさいでいる。カバー部材１７は、ポリイミドまたはフタルアミド等から構成される薄い樹脂シートである。カバー部材１７は、導電バネ部材１５と押し子１６の上面に設置された後に熱プレスされて、導電バネ部材１５と一体的に成形される。カバー部材１７の周縁は枠部材１８の上面の外周部に接着される。

押し子１６の凸形状に対応する凹部が、カバー部材１７の下面の中央に設けられていることが好ましい。導電バネ部材１５と押し子１６の上にカバー部材１７が装着されるときに、押し子１６が位置ずれしにくいからである。押圧部材２６は、カバー部材１７の上方に設けられている。押圧部材２６は、カバー部材１７と押し子１６を介して、導電バネ部材１５を下方に押圧する。押圧部材２６は、長方形板状に広がる裾部２６ａと、裾部２６ａの中央上部で半球状に隆起した凸部２６ｂを備えている。なお、本願では、正方形も長方形に含まれる。

押圧部材２６を成形するための成形枠の形状を変えることによって、凸部２６ｂが様々な形状に成形できる。また、裾部２６ａが樹脂から構成され、凸部２６ｂが、裾部２６ａを構成する樹脂より硬い樹脂から構成されていてもよい。裾部２６ａが柔らかいことによって、押圧操作による押圧構造体２１の損傷が抑えられる。凸部２６ｂが硬いことによって、押圧部材２６からの押圧力の減衰を抑えながら、押し子１６に押圧力が伝わりやすい。さらに、押圧部材２６には凸部２６ｂを設けなくてもよい。すなわち、本願の押圧構造体は、押圧部材２６の押圧面がほぼ平らな押しボタンスイッチにも適用できる。

押圧部材２６の内部であって下側には、アンカー部材２４が設けられている。押圧部材２６の内部であって下側にアンカー部材２４が設けられているため、押圧部材２６とカバー部材１７が密着する。このため、押圧操作に伴って弾性変形する押圧部材２６が、カバー部材１７から剥離するのを抑制できる。なお、押圧部材２６の下側とは、例えば、裾部２６ａの上下方向の中央より下を示す。アンカー部材２４は、カバー部材１７と同様の樹脂によって構成されている。押圧部材２６は、柔軟性や弾力性を備えるシリコーン樹脂等によって、アンカー部材２４と一体に形成されている。

アンカー部材２４は、シート形状を備えており、アンカー基材２２より薄い。アンカー部材２４の厚みは５０μｍ程度である。アンカー部材２４は、上下方向に貫通する複数の孔２５を備えている。アンカー部材２４の上方に、押圧部材２６を射出成形するための成形枠が設置され（図示せず）、成形枠内に樹脂原料が注入されるときに、複数の孔２５は、アンカー部材２４とカバー部材１７との間に樹脂原料が充填されるための流入口および流出口として機能する。アンカー部材２４の孔は、流入口と流出口がそれぞれ１つ以上、すなわち合計２つ以上あればよい。

アンカー基材２２は、カバー部材１７とアンカー部材２４の間に設けられている。アンカー基材２２は、カバー部材１７およびアンカー部材２４を構成する樹脂と同様の樹脂によって、所定の厚み、例えば０．１ｍｍ程度の厚みを備える長方形板状に形成されている。アンカー基材２２は、アンカー部材２４の複数の孔２５のうち少なくとも２つの孔、例えば第１孔２５ａと第２孔２６ｂを完全にはふさがない開口部２３を備えている。上下方向に貫通する２つ以上の孔が完全にはふさがれていないので、押圧部材２６が樹脂成形されるときに、カバー部材１７上にも押圧部材２６が形成される。

本実施形態では、アンカー基材２２の中央に大きな開口部２３が設けられているので、カバー部材１７が広く露出する。このため、カバー部材１７上に押圧部材２６が樹脂成形されると、カバー部材１７と押圧部材２６が強固に密着する。カバー部材１７と押圧部材２６の密着性を考慮すると、開口部２３は、アンカー基材２２の周縁を僅かに残す程度に大きくすることが好ましい。

アンカー基材２２は、押圧部材２６が樹脂成形されるときの土台部分となるスペーサ部材としての機能を備えている。すなわち、押圧部材２６が樹脂成形されるとき、アンカー部材２４の１つ以上の孔の上面から下面に樹脂原料が流入し、カバー部材１７の上に樹脂原料が充填される。このとき、アンカー部材２４の他の１つ以上の孔の下面から上面に、カバー部材１７の上に存在する空気または樹脂原料が流出する。

図１から図３の押圧部材２６の形状は、カバー部材１７に密着された樹脂成形後の形状を示している。また、アンカー部材２４は、アンカー基材２２を介して、カバー部材１７と離れてカバー部材１７の上方に配置されている。カバー部材１７、アンカー基材２２、およびアンカー部材２４がこのような位置関係にある状態で、押圧部材２６が樹脂成形される。押圧部材２６が樹脂成形されるとき、複数の孔２５によって、アンカー部材２４の上下に樹脂原料が存在する。このため、押圧部材２６が樹脂成形されたときに、押圧部材２６とアンカー部材２４が一体化される。

複数の孔２５は、アンカー部材２４の中央部に設けられる円形状の第１孔２５ａと、第１孔２５ａの周囲の四方向に設けられる楕円形状の複数の第２孔２５ｂによって構成されている。円形状の第１孔２５ａは、カバー部材１７を介して押し子１６が収容される。なお、孔２５の数や形状は本実施形態に限定されない。ただし、孔２５の数や形状によって、成形枠内に注入される樹脂原料の充填量や充填速度が変わる。

このため、成形する押圧部材２６の形状やサイズに合わせて、孔２５の数や形状が適宜設定されることが好ましい。押圧構造体２１は、導電バネ部材１５を備える様々なプッシュ式のスイッチ部に搭載することができる。本実施形態では、スイッチ部材１１を構成する基材として基板１２を使用したが、基板１２の代わりにリードフレーム等を基材としてもよい。

つぎに、図４から図７に基づいて、第一実施形態のスイッチ装置１０の押圧構造体２１を製造する方法、すなわちスイッチ部材１１の上方に押圧構造体２１を製造する方法について説明する。本実施形態の押圧構造体２１の製造方法は、カバー部材被覆工程と、アンカー基材設置工程と、アンカー部材設置工程と、押圧構造体成形工程を備えている。図４に示すように、カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。図５に示すように、アンカー基材設置工程では、カバー部材１７の上面に、開口部２３を備えるアンカー基材２２を設置する。このとき、アンカー基材２２は、枠部材１８の外周に沿って配置される。また、カバー部材１７で覆われている導電バネ部材１５の外周が開口部２３の中に収まるように、アンカー基材２２が位置決めされる。

図６に示すように、アンカー部材設置工程では、上下方向に貫通する複数の孔２５を備えるアンカー部材２４を、アンカー基材２２によって複数の孔２５のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、アンカー基材２２の上面に設置する。このとき、アンカー部材２４は、アンカー基材２２の外周に沿って配置される。また、カバー部材１７で覆われている押し子１６が第１孔２５ａに収容されるように、アンカー部材２４が位置決めされる。

図６に示すように、押圧構造体成形工程では、成形枠２７内にアンカー部材２４を収容する。すなわち、アンカー部材２４上に押圧部材２６を成形するための成形枠２７を配置する。成形枠２７は、押圧部材２６の形状に合わせたキャビティ２８と、キャビティ２８内に通じるランナ（図示せず）が内部に形成されている。このランナは、複数の孔２５のいずれか１つ以上の孔に連通するように配置される。

そして、図７に示すように、押圧構造体成形工程では、樹脂原料を成形枠２７内に注入して、樹脂から構成される押圧部材２６と、押圧部材２６の内部に設けられたアンカー部材２４とを備える押圧構造体２１を成形する。すなわち、成形枠２７内に樹脂原料が注入されると、図７の矢線で示すように、図示しないランナから成形枠２７のキャビティ２８内にシリコーン樹脂原料等の樹脂原料が流入する。注入された樹脂原料の一部は、例えば、第２孔２５ｂを通じてアンカー部材２４の下方に回り込んで、カバー部材１７の上面を覆う。そして、アンカー部材２４の下方に回り込んだ樹脂原料の一部は、第１孔２５ａおよび他の第２孔２５ｂを通じてアンカー部材２４の上方に流動する。

こうして、主にカバー部材１７、アンカー基材２２、およびキャビティ２８の上面で囲まれる空間が樹脂原料で満たされる。樹脂原料が硬化した後に成形枠２７を取り外すと、裾部２６ａと凸部２６ｂを備え、内部であって下側にアンカー部材２４が設けられた押圧部材２６が、カバー部材１７の上面に形成される。本実施形態のように、スイッチ部材１１の上に押圧構造体２１を直接形成すると、アンカー部材２４の熱収縮が抑えられる。なお、熱収縮が問題とならない材料で作製したアンカー部材２４を用いる場合、スイッチ部材１１の上に押圧構造体２１を直接形成する方法に代えて、カバー部材１７上に押圧構造体２１を形成した後、スイッチ部材１１の上にカバー部材１７上を熱接着して、スイッチ部材１１と押圧構造体２１を備えるスイッチ装置１０を製造してもよい。

本実施形態の押圧構造体２１の製造方法では、スイッチ部材１１の上面を覆うカバー部材１７の上方に、アンカー基材２２を介して複数の孔２５を備えるアンカー部材２４を配置し、押圧部材２６の成形枠２７内に樹脂原料を注入するので、カバー部材１７の上面まで樹脂原料が充填される。このため、カバー部材１７と押圧構造体２１が容易に一体的に成形できる。すなわち、押圧部材２６がアンカー基材２２およびアンカー部材２４を内包しながらカバー部材１７と一体化される。したがって、外部からの衝撃を押圧構造体２１が受けたり、スイッチ装置１０を基材にリフロー実装したりしても、押圧部材２６がカバー部材１７から容易に剥離しない。

押圧構造体２１を備えるスイッチ装置１０では、押圧部材２６によって一体成形された押圧構造体２１がスイッチ部材１１と強固に密着する。このため、スイッチ部材１１に対する頻繁な押圧動作や落下等による外部からの衝撃をスイッチ装置１０が受けても、押圧ポイントがずれたり、押圧動作が不良となったりする不具合が生じにくくなる。また、スイッチ装置１０のスイッチング精度および耐久性が向上する。

押圧部材２６がカバー部材１７と接着しにくい材料で作製されていても、樹脂成形でカバー部材１７と押圧部材２６を一体化すれば、押圧部材２６がカバー部材１７に高強度で固定される。また、アンカー部材２４が樹脂で構成されているため、アンカー部材２４が樹脂製の押圧部材２６に内包されていても、押圧構造体２１の押圧特性に影響しない。さらに、アンカー部材２４が吸音材として機能するので、スイッチ装置１０のスイッチ操作時に発生する音量を低減できる。

本実施形態の押圧構造体２１の製造方法では、単体のスイッチ部材１１の上に押圧構造体２１を個別に成形する。これに代えて、いわゆる集合工法によって、押圧構造体２１を製造してもよい。集合工法は、部材の集合物同士を組み合わせて集合製造物を製造した後、個々の製造物に分割する製造方法である。集合工法による押圧構造体２１の製造方法では、単体の押圧構造体２１の製造方法の各工程を以下のように変更して、さらに集合基板切断工程を追加する。

カバー部材被覆工程で、複数のスイッチ部材１１を備える集合基板８０のそれぞれのスイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー基材設置工程では、集合基板８０のそれぞれのカバー部材１７の上面にアンカー基材２２を設置する。アンカー部材設置工程では、集合基板８０のそれぞれのアンカー基材２２の上面にアンカー部材２４を設置する。図８は、アンカー部材設置工程後の集合基板８０を縦方向に切断したときの断面を示している。

押圧構造体成形工程では、集合基板８０のそれぞれのアンカー部材２４を全て収容する成形枠８２を用いて押圧構造体２１を成形する。図９は、押圧構造体成形工程で、集合基板８０と成形枠８２を縦方向に切断したときの断面を示している。そして、押圧構造体成形工程の後の集合基板切断工程では、成形枠８２を取り外した集合基板８０を切断して、個々のスイッチ部材１１の上方に設けられた押圧構造体２１を得る。図１０は、集合基板切断工程後のスイッチ部材１１と押圧構造体２１を縦方向に切断したときの断面を示している。こうして、図１に示すようなスイッチ装置１０が一括して量産できる。

つぎに、図１１に基づいて、本発明の第二実施形態のスイッチ装置を構成する押圧構造体３１について説明する。本実施形態のスイッチ装置は、スイッチ部材と押圧構造体３１を備えている。図１１は、分解した状態で押圧構造体３１を示している。本実施形態のスイッチ部材が第一実施形態のスイッチ部材１１と同じなので、図１１では本実施形態のスイッチ部材の図示を省略する。押圧構造体３１は、カバー部材１７と、アンカー部材３４と、押圧部材２６を備えている。押圧構造体３１はアンカー基材２２を備えていない。

アンカー部材３４は、押圧部材２６の内部であって下側に設けられている。アンカー部材３４は多孔質材料から構成されている。多孔質材料としては、樹脂製の多孔質フィルムおよび不織布が例示できる。アンカー部材３４が多孔質材料から構成されているので、アンカー基材２２がなくても、押圧部材２６を樹脂成形するときに、アンカー部材３４を通じて、樹脂原料がカバー部材１７の上面に到達する。したがって、アンカー部材３４を内包する押圧部材２６が、カバー部材１７と一体に成形される。

押圧構造体３１は、例えば、カバー部材被覆工程と、アンカー部材設置工程と、押圧構造体成形工程を経て製造される。カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー部材設置工程では、カバー部材１７の上面にアンカー部材３４を設置する。押圧構造体成形工程では、成形枠内にアンカー部材３４を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材２６と、押圧部材２６の内部に設けられたアンカー部材３４とを備える押圧構造体３１を成形する。

つぎに、図１２に基づいて、本発明の第三実施形態のスイッチ装置を構成する押圧構造体４１について説明する。本実施形態のスイッチ装置は、スイッチ部材と押圧構造体４１を備えている。図１２は、分解した状態で押圧構造体４１を示している。本実施形態のスイッチ部材が第一実施形態のスイッチ部材１１と同じなので、図１２では本実施形態のスイッチ部材の図示を省略する。押圧構造体４１は、カバー部材４７と、アンカー部材２４と、押圧部材２６を備えている。押圧構造体４１はアンカー基材２２を備えていない。

カバー部材４７は、押圧部材２６の下に設けられる。カバー部材４７は、アンカー部材２４を支持する凸部４７ａと、つながっている凹部４７ｂと、凸部４７ａと同じ高さを備える縁部４７ｃを備えている。このように、カバー部材４７が、凹部４７ｂがつながっている凹凸を上面に備えるので、縁部４７ｃに合わせてアンカー部材２４をカバー部材４７上に設置して、押圧部材２６を樹脂成形すれば、アンカー基材２２がなくても、複数の孔２５および凹部４７ｂを通じて、樹脂原料がカバー部材４７の上面全体に到達する。したがって、アンカー部材２４を内包する押圧部材２６が、カバー部材４７と一体に成形される。

押圧構造体４１は、例えば、カバー部材被覆工程と、アンカー部材設置工程と、押圧構造体成形工程を経て製造される。カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材４７で覆う。アンカー部材設置工程では、カバー部材４７の上面にアンカー部材２４を設置する。押圧構造体成形工程では、成形枠内にアンカー部材２４を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材２６と、押圧部材２６の内部に設けられたアンカー部材２４とを備える押圧構造体４１を成形する。

なお、押圧構造体３１または押圧構造体４１は、集合工法によっても製造できる。押圧構造体３１または押圧構造体４１の集合工法による製造方法では、単体の押圧構造体３１または押圧構造体４１の製造方法の各工程を以下のように変更して、さらに集合基板切断工程を追加する。カバー部材被覆工程では、複数のスイッチ部材１１を備える集合基板のそれぞれのスイッチ部材１１の上面をカバー部材１７またはカバー部材４７で覆う。

アンカー部材設置工程では、集合基板のそれぞれのカバー部材１７またはカバー部材４７の上面にアンカー部材３４またはアンカー部材２４を設置する。押圧構造体成形工程では、集合基板のそれぞれのアンカー部材３４またはアンカー部材２４を全て収容する成形枠を用いて押圧構造体を成形する。押圧構造体成形工程の後の集合基板切断工程では、集合基板を切断して、個々のスイッチ部材１１の上方に設けられた押圧構造体３１または押圧構造体４１を得る。

つぎに、図１３に基づいて、本発明の第四実施形態のスイッチ装置を構成する押圧構造体５１について説明する。本実施形態のスイッチ装置は、スイッチ部材と押圧構造体５１を備えている。図１３は、分解した状態で押圧構造体５１を示している。本実施形態のスイッチ部材が第一実施形態のスイッチ部材１１と同じなので、図１３では本実施形態のスイッチ部材の図示を省略する。押圧構造体５１は、カバー部材１７と、アンカー基材２２と、アンカー部材２４と、多孔質部材である多孔質膜５２と、押圧部材２６を備えている。

カバー部材１７は、アンカー基材２２の下に設けられ、開口部２３をふさいでいる。多孔質膜５２は、アンカー部材２４の上に設けられ、複数の孔２５のうち少なくとも２つの孔を完全にはふさがない開口部５３を備える。本実施形態では、多孔質膜５２の開口部５３の数、形状、および配置が、アンカー部材２４の複数の孔２５の数、形状、および配置と同様である。押圧構造体５１が多孔質膜５２を備えているので、押圧部材２６とアンカー部材２４が、多孔質膜５２を介してより強固に一体化する。

押圧構造体５１は、例えば、カバー部材被覆工程と、アンカー基材設置工程と、アンカー部材設置工程と、多孔質部材設置工程と、押圧構造体成形工程を経て製造される。カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー基材設置工程では、カバー部材１７の上面にアンカー基材２２を設置する。アンカー部材設置工程では、アンカー基材２２によって複数の孔２５のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、アンカー基材２２の上面にアンカー部材２４を設置する。多孔質部材設置工程では、アンカー部材２４の上面に多孔質膜５２を設置する。押圧構造体成形工程では、成形枠内にアンカー部材２４を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、押圧部材２６と、押圧部材２６の内部に設けられた多孔質膜５２およびアンカー部材２４を備える押圧構造体５１を成形する。

また、押圧構造体５１は、集合工法によっても製造できる。押圧構造体５１の集合工法による製造方法では、単体の押圧構造体５１の製造方法の各工程を以下のように変更して、さらに集合基板切断工程を追加する。カバー部材被覆工程では、複数のスイッチ部材１１を備える集合基板のそれぞれのスイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー基材設置工程では、集合基板のそれぞれのカバー部材１７の上面にアンカー基材２２を設置する。アンカー部材設置工程では、集合基板のそれぞれのアンカー基材２２の上面にアンカー部材２４を設置する。多孔質部材設置工程では、集合基板のそれぞれのアンカー部材２４の上面に多孔質膜５２を設置する。

押圧構造体成形工程では、集合基板のそれぞれのアンカー部材２４を全て収容する成形枠を用いて押圧構造体２６を成形する。押圧構造体成形工程の後の集合基板切断工程では、集合基板を切断して、個々のスイッチ部材１１の上方に設けられた押圧構造体５１を得る。押圧構造体５１を集合工法で製造する場合、集合基板切断工程が必要となる。押圧構造体５１は、アンカー部材２４の上面に多孔質膜５２を備え、アンカー部材２４、多孔質膜５２、および押圧部材２６が強固に密着しているので、集合基板切断工程を経た個々の押圧構造体５１の切断面で、押圧部材２６がアンカー部材２４から剥がれない。

つぎに、図１４に基づいて、本発明の第五実施形態のスイッチ装置６０と、スイッチ装置６０を構成する押圧構造体６１について説明する。図１４はスイッチ装置６０の外観を示している。スイッチ装置６０は、スイッチ部材１１と、押圧構造体６１を備えている。押圧構造体６１は、カバー部材１７と、アンカー部材３４と、押圧部材６６を備えている。アンカー部材３４の上面の一部、すなわちアンカー部材３４の上面の周辺部が露出している。このため、スイッチ装置６０の外側が薄くできる。例えば、スイッチ装置６０の上面の外側、側面、および下面の外側にわたるフレームを装着しても、フレーム装着後のスイッチ装置６０が厚くなり過ぎるのを抑えられる。

押圧構造体６１は、例えば、カバー部材被覆工程と、アンカー部材設置工程と、押圧構造体成形工程を経て製造される。カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー部材設置工程では、カバー部材１７の上面にアンカー部材３４を設置する。押圧部材設置工程では、アンカー部材３４の上面の周辺部が露出するように、アンカー部材３４の上面の中央部に樹脂原料を塗布して樹脂から構成される押圧部材６６を設ける。なお、押圧部材設置工程では、アンカー部材３４の上面の中央部に押圧部材６６が形成される成形枠を用いて、押圧部材６６を射出成形してもよい。

つぎに、図１５に基づいて、本発明の第六実施形態のスイッチ装置７０と、スイッチ装置７０を構成する押圧構造体７１について説明する。図１５はスイッチ装置７０の外観を示している。スイッチ装置７０は、スイッチ部材１１と、押圧構造体７１を備えている。押圧構造体７１は、カバー部材１７と、アンカー部材３４と、表面部材７５と、押圧部材７６を備えている。表面部材７５は、アンカー部材３４の上面に設けられている。表面部材７５の中央は開口されている。押圧部材７６は、アンカー部材３４の上面の中央に設けられている。アンカー部材３４の上面の一部、すなわちアンカー部材３４の上面の表面部材７５と押圧部材７６の間が環状に露出している。

押圧構造体７１は、例えば、カバー部材被覆工程と、アンカー部材設置工程と、押圧部材設置工程と、樹脂膜成形工程を経て製造される。カバー部材被覆工程では、スイッチ部材１１の上面をカバー部材１７で覆う。アンカー部材設置工程では、カバー部材１７の上面にアンカー部材３４を設置する。押圧部材設置工程では、アンカー部材３４の上面の周辺部が露出するように、アンカー部材３４の上面の中央部に樹脂原料を塗布して樹脂から構成される押圧部材７６を設ける。

なお、押圧部材設置工程では、アンカー部材３４の上面の中央部に押圧部材６６が形成される成形枠を用いて、押圧部材６６を射出成形してもよい。樹脂膜成形工程では、成形枠内にアンカー部材３４を収容し、樹脂原料を成形枠内に注入して、押圧部材７６の周囲でアンカー部材３４が露出するように、アンカー部材３４の上面に樹脂膜である表面部材７５を成形する。このとき、表面部材７５を構成する樹脂を、押圧部材７６を構成する樹脂より柔らかくしてもよい。

１０，６０，７０スイッチ装置
１１スイッチ部材
１２基板
１３第１接点
１４第２接点
１５導電バネ部材
１６押し子
１７，４７カバー部材
１８枠部材
１８ａ開口部
１９ａ，１９ｂ電極端子
２１，３１，４１，５１，６１，７１押圧構造体
２２アンカー基材
２３開口部
２４，３４アンカー部材
２５孔
２５ａ第１孔
２５ｂ第２孔
２６，６６，７６押圧部材
２６ａ裾部
２６ｂ凸部
２７成形枠
２８キャビティ
４７ａ凸部
４７ｂ凹部
４７ｃ縁部
５２多孔質膜
５３開口部
７５表面部材
８０集合基板
８２成形枠

Claims

第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、を備えるスイッチ部材の上方に設置される押圧構造体であって、
前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
上下方向に貫通する複数の孔を備え、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
前記アンカー部材の下に設けられ、前記複数の孔のうち少なくとも２つの孔を完全にはふさがない開口部を備えるアンカー基材と、
前記アンカー基材の下に設けられ、前記開口部をふさぐカバー部材と、
を有する押圧構造体。
請求項１において、
前記アンカー部材の上に設けられ、前記複数の孔のうち少なくとも２つの前記孔を完全にはふさがない開口部を備える多孔質部材をさらに有する押圧構造体。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、を備えるスイッチ部材の上方に設置される押圧構造体であって、
前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
多孔質材料から構成され、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
を有する押圧構造体。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、を備えるスイッチ部材の上方に設置される押圧構造体であって、
前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
上下方向に貫通する複数の孔を備え、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
前記押圧部材の下に設けられ、凹部がつながっている凹凸を上面に備えるカバー部材と、
を有する押圧構造体。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、
前記導電バネ部材を覆うカバー部材と、
前記カバー部材の上方に設けられ、前記カバー部材を介して、前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
上下方向に貫通する複数の孔を有するシート形状を備え、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
前記導電バネ部材と前記カバー部材の間に設けられ、前記導電バネ部材の上面と接触する押し子と、
を有し、
前記押し子の上面が、前記アンカー部材の上面の最も低い地点より高いスイッチ装置。
請求項５において、
前記押圧部材と前記アンカー部材が樹脂から構成されるスイッチ装置。
請求項５又は６のいずれかにおいて、
前記アンカー部材の上面の一部が露出しているスイッチ装置。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、
前記導電バネ部材を覆うカバー部材と、
前記カバー部材の上方に設けられ、前記カバー部材を介して、前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
多孔質材料から構成され、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
を有するスイッチ装置。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、
前記導電バネ部材を覆うカバー部材と、
前記カバー部材の上方に設けられ、前記カバー部材を介して、前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
上下方向に貫通する複数の孔を備え、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
を有し、
凹部がつながっている凹凸が、前記カバー部材の上面に形成されているスイッチ装置。
第１接点および前記第１接点の周囲に設けられた第２接点が上面に設けられた基板と、
前記第２接点に接触するように前記基板の上に設けられ、下方に弾性変形して前記第１接点と前記第２接点を導通する導電バネ部材と、
前記導電バネ部材を覆うカバー部材と、
前記カバー部材の上方に設けられ、前記カバー部材を介して、前記導電バネ部材を下方に押圧する押圧部材と、
上下方向に貫通する複数の孔を備え、前記押圧部材の内部であって下側に設けられたアンカー部材と、
前記カバー部材と前記アンカー部材の間に設けられ、前記複数の孔のうち少なくとも２つの孔を完全にはふさがない開口部を備えるアンカー基材と、
を有するスイッチ装置。
請求項１０において、
前記アンカー部材の上面に設けられ、前記複数の孔のうち少なくとも２つの前記孔を完全にはふさがない開口部を備える多孔質部材をさらに有する押圧構造体。
上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する押圧構造体の製造方法であって、
スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、
前記カバー部材の上面に、アンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、
成形枠内に前記アンカー部材を収容し、樹脂原料を前記成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、前記押圧部材の内部に設けられた前記アンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程と、
を有する押圧構造体の製造方法。
上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する押圧構造体の製造方法であって、
スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、
前記カバー部材の上面に、多孔質材料から構成されるアンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、
前記アンカー部材の上面の周辺部が露出するように前記アンカー部材の上面の中央部に樹脂原料を塗布して、樹脂から構成される押圧部材を設ける押圧部材設置工程と、
を有する押圧構造体の製造方法。
請求項１３において、
前記押圧部材設置工程の後、成形枠内に前記アンカー部材を収容し、前記押圧部材を構成する樹脂より柔らかい樹脂となる樹脂原料を前記成形枠内に注入して、前記押圧部材の周囲で前記アンカー部材が露出するように、前記アンカー部材の上面に樹脂膜を成形する樹脂膜成形工程をさらに有する押圧構造体の製造方法。
上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する押圧構造体の製造方法であって、
スイッチ部材の上面を、凹部がつながっている凹凸を上面に備えるカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、
前記カバー部材の上面に、上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を設置するアンカー部材設置工程と、
成形枠内に前記アンカー部材を収容し、樹脂原料を前記成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、前記押圧部材の内部に設けられたアンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程と、
を有する押圧構造体の製造方法。
請求項１２又は１５において、
前記カバー部材被覆工程では、複数の前記スイッチ部材を備える集合基板のそれぞれの前記スイッチ部材の上面を前記カバー部材で覆い、
前記アンカー部材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記カバー部材の上面に前記アンカー部材を設置し、
前記押圧構造体成形工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー部材を全て収容する成形枠を用いて押圧構造体を成形し、
前記押圧構造体成形工程の後、前記集合基板を切断して、個々の前記スイッチ部材の上方に設けられた前記押圧構造体を得る集合基板切断工程をさらに有する押圧構造体の製造方法。
上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する押圧構造体の製造方法であって、
スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、
前記カバー部材の上面に、開口部を備えるアンカー基材を設置するアンカー基材設置工程と、
上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を、前記アンカー基材によって前記複数の孔のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、前記アンカー基材の上面に設置するアンカー部材設置工程と、
成形枠内に前記アンカー部材を収容し、樹脂原料を前記成形枠内に注入して、樹脂から構成される押圧部材と、前記押圧部材の内部に設けられた前記アンカー部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程と、
を有する押圧構造体の製造方法。
請求項１７において、
前記カバー部材被覆工程では、複数の前記スイッチ部材を備える集合基板のそれぞれの前記スイッチ部材の上面を前記カバー部材で覆い、
前記アンカー基材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記カバー部材の上面に前記アンカー基材を設置し、
前記アンカー部材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー基材の上面に前記アンカー部材を設置し、
前記押圧構造体成形工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー部材を全て収容する成形枠を用いて押圧構造体を成形し、
前記押圧構造体成形工程の後、前記集合基板を切断して、個々の前記スイッチ部材の上方に設けられた前記押圧構造体を得る集合基板切断工程をさらに有する押圧構造体の製造方法。
上方から押圧されて機能するスイッチ部材の上方に押圧構造体を製造する押圧構造体の製造方法であって、
スイッチ部材の上面をカバー部材で覆うカバー部材被覆工程と、
前記カバー部材の上面に、開口部を備えるアンカー基材を設置するアンカー基材設置工程と、
上下方向に貫通する複数の孔を備えるアンカー部材を、前記アンカー基材によって前記複数の孔のうち少なくとも２つの孔が完全にはふさがれないように、前記アンカー基材の上面に設置するアンカー部材設置工程と、
前記アンカー部材の上面に、前記複数の孔のうち少なくとも２つの前記孔を完全にはふさがない開口部を備える多孔質部材を設置する多孔質部材設置工程と、
成形枠内に前記アンカー部材を収容し、樹脂原料を前記成形枠内に注入して、押圧部材と、前記押圧部材の内部に設けられた前記アンカー部材および前記多孔質部材とを備える押圧構造体を成形する押圧構造体成形工程と、
を有する押圧構造体の製造方法。
請求項１９において、
前記カバー部材被覆工程では、複数の前記スイッチ部材を備える集合基板のそれぞれの前記スイッチ部材の上面を前記カバー部材で覆い、
前記アンカー基材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記カバー部材の上面に前記アンカー基材を設置し、
前記アンカー部材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー基材の上面に前記アンカー部材を設置し、
前記多孔質部材設置工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー部材の上面に前記多孔質部材を設置し、
前記押圧構造体成形工程では、前記集合基板のそれぞれの前記アンカー部材を全て収容する成形枠を用いて押圧構造体を成形し、
前記押圧構造体成形工程の後、前記集合基板を切断して、個々の前記スイッチ部材の上方に設けられた前記押圧構造体を得る集合基板切断工程をさらに有する押圧構造体の製造方法。