JP6871832B2 - ドーム型スイッチ - Google Patents

Description

この発明は押下操作により反転動作するドーム接点を備えたドーム型スイッチに関する。

図８はこの種のドーム型スイッチの従来例として特許文献１に記載されている構成を示したものである。

基板１１の表面には環状の配線パターン１２と、配線パターン１２と離反して配線パターン１２の内側に位置する配線パターン１３が設けられており、この基板１１の表面上に、ドーム形状をなし、可撓性と導電性とを具備する金属の薄板で構成されたドーム接点（特許文献１ではキースイッチ用ダイヤフラムと称している）１４が載置されている。ドーム接点１４は周縁部が配線パターン１２と常に接触するように載置されている。

ドーム接点１４と基板１１はカバーフィルム１５によって覆われ、ドーム接点１４は基板１１の表面に沿う方向にずれないようにカバーフィルム１５によって保持されている。

基板１１の裏面には密閉空間１６が設けられ、基板１１とドーム接点１４とによって囲繞された空間と密閉空間１６とは基板１１に設けられた貫通孔１７によってつながれている。密閉空間１６は基板１１と、基板１１の裏面側に基板１１と離反して平行に設けられた基板１８と、基板１１と基板１８とを互いに接着固定する接着剤１９とによって形成されている。

このドーム型スイッチ（特許文献１ではキースイッチと称している）によれば、ドーム型スイッチが押された場合、ドーム接点１４と基板１１とで囲繞されている空間の空気の一部が密閉空間１６に逃げるので、ドーム接点１４と基板１１とで囲繞されている空間の気圧の上昇を十分に低く抑えることができ、これにより良好なクリック感を得ることができるものとなっている。

特開２００４−３９３４０号公報

上述したように、図８に示した従来のドーム型スイッチは、押下操作された際、ドーム接点１４の内部の空気が外部へ逃げるので、良好な操作感触（クリック感）が得られるものとなっているものの、基板１１に貫通孔１７を設け、さらにドーム接点１４の実装用の基板１１とは別の基板１８や基板１８固定用の接着剤１９を用いる構成となっており、その分、工数及び部品点数が増え、コスト高となっていた。

この発明の目的はこの問題に鑑み、追加の部材や追加の工数を要することなく、ドーム接点の内部の空気を外部へ逃がすための通気路を構成し、よって良好な操作感触を有し、かつ安価に構成することができるドーム型スイッチを提供することにある。

請求項１の発明によれば、基材と導体層と絶縁層とを少なくとも有するプリント基板と
、プリント基板上に実装されたドーム接点と、ドーム接点を覆ってドーム接点をプリント基板に固定する粘着シートとを有してなるドーム型スイッチにおいて、プリント基板には導体層がパターニングされて第１電極と、第１電極を環状溝を介して囲む環状の第２電極とが形成され、第２電極上にドーム接点の周縁部が載置され、プリント基板には導体層及び絶縁層のパターニングされた欠除部でなる溝が環状溝と連通し、第２電極を横切ってドーム接点の外側に至るように形成され、前記溝の、ドーム接点の外側に位置する部分が粘着シートによって蓋されてドーム接点の内部の空気を外部へ逃がすための通気路が構成され、通気路は前記溝の、第２電極を横切る部分を介してドーム接点の内部空間と連通しているものとされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、プリント基板はシルク印刷層をさらに有し、前記溝は導体層、絶縁層及びシルク印刷層のパターニングされた欠除部でなるものとされる。

請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、通気路は外気に連通していないものとされる。

請求項４の発明では請求項３の発明において、通気路はプリント基板上に実装された、前記ドーム接点と異なるもう１つのドーム接点の内部空間に連通しているものとされる。

請求項５の発明では請求項３の発明において、通気路はプリント基板に形成された空気溜りに連通しているものとされる。

請求項６の発明では請求項５の発明において、空気溜りは通気路の延長で構成されているものとされる。

この発明によれば、ドーム型スイッチが押下操作された際、ドーム接点の内部の空気を外部へ逃がすための通気路が追加の部材や追加の工数を要することなく、構成されているため、良好な操作感触を有するドーム型スイッチを安価に構成することができる。

この発明によるドーム型スイッチの実施例１の外観を示す平面図。 図１に示した状態から粘着シートを除去した状態を示す平面図。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図。 Ａは図２におけるプリント基板の平面図、ＢはＡのＤ−Ｄ線拡大断面図、ＣはＡのＥ−Ｅ線拡大断面図。 この発明によるドーム型スイッチの実施例２の構成を説明するための図。 図５のＡ−Ａ線におけるこの発明によるドーム型スイッチの実施例２の拡大断面図。 Ａは図５におけるプリント基板の平面図、ＢはＡのＣ−Ｃ線拡大断面図。 ドーム型スイッチの従来例を示す断面図。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。

図１はこの発明によるドーム型スイッチの実施例１の外観を示したものであり、図１ではドーム型スイッチが２つ併設された状態となっている。ドーム型スイッチ１００はこの例ではプリント基板２０とドーム接点３０（図１では隠れて見えない）と粘着シート４０とによって構成されている。

図２は図１に示した状態から粘着シート４０を除去した状態を示したものであり、図３は図１に示した２つのドーム型スイッチ１００の断面構造を示したものである。また、図４はプリント基板２０の構成を示したものである。まず、図４を参照してプリント基板２０の構成を説明する。

プリント基板２０はこの例では基材２１の表面２１ａ側に導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４を有し、基材２１の裏面２１ｂ側に導体層２５を有する層構成となっている。

基材２１の表面２１ａ上に位置する導体層２２は銅箔よりなり、表面２１ａ上に全面形成された銅箔よりなる導体層２２がエッチングによりパターニングされて所定のパターンが形成されている。この例では２つのドーム型スイッチ１００用に円形をなす第1電極２２ａが２つ、溝２６によってそれぞれ周囲の導体層２２と分離されて形成されており、さらにこれら２つの第1電極２２ａを囲む導体層２２には各第1電極２２ａの回りの環状の溝２６を互いに連通するように銅箔がエッチング除去されて溝２７が形成されている。

絶縁層２３は導体層２２上に例えばレジストがパターニングされて形成されている。絶縁層２３は各第1電極２２ａを囲む導体層２２の環状の領域及びその内側に位置する第1電極２２ａを除いて導体層２２上に形成されており、第1電極２２ａを囲んで露出された導体層２２の環状の領域はドーム型スイッチ１００の第２電極２２ｂをなす。

シルク印刷層２４は絶縁層２３上に形成されている。シルク印刷はプリント基板においては例えば文字や記号等を表記するために用いられるものであるが、この例ではこのシルク印刷によって図４に示したようなシルク印刷層２４のパターンが形成されている。シルク印刷層２４のパターンは各第２電極２２ｂを囲む環状部２４ａと、導体層２２の溝２７を挟む両側に溝２７と平行に延伸されて２つの環状部２４ａをつなぐ一対の直線部２４ｂとよりなる。

基材２１の表面２１ａ上には上述したように導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４が順次、パターニングされて積層形成され、これにより導体層２２に形成されている溝２７の部分の断面は図４Ｂに示したような構成となり、即ち第２電極２２ｂを横切る部分を除いて導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４の合計の厚さ分の深さ（０．１ｍｍ程度）を有する溝２７’が形成される。

なお、図４Ｂでは溝２７’の内壁面を構成する導体層２２の端面に対し、絶縁層２３及びシルク印刷層２４の各端面は順次、溝２７’の幅が広がる方向に若干、後退されており、このような構成とすれば、例えば印刷ずれによって絶縁層２３やシルク印刷層２４が基材２１の表面２１ａ上に落ち込むといったことを防止することができる。

上述した構成において、円形の第1電極２２ａはドーム型スイッチ１００の信号電極をなし、第1電極２２ａを囲む環状の第２電極２２ｂはグランド（ＧＮＤ）電極をなす。第1電極２２ａは図４Ｃに示したように一対の充填ビアホール２８を介して基材２１の裏面２１ｂ側の導体層２５によって形成されている裏側電極２５ａと接続されている。

上記のような構成とされたプリント基板２０上には弾性及び導電性を有し、金属薄板よりなるドーム形状のドーム接点３０が２つ、図２に示したように実装され、さらにドーム接点３０及びプリント基板２０を覆うように粘着シート４０が貼り付けられて図１及び図３に示したドーム型スイッチ１００が完成する。ドーム接点３０はその周縁部が図３に示したように第２電極２２ｂ上に載置されており、粘着シート４０によりプリント基板２０上に位置決め固定されている。粘着シート４０は例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートにのり印刷したものとされる。

プリント基板２０に形成されている溝２７’は粘着シート４０によって蓋されており、これによりこの例では図３に示したように２つのドーム接点３０の内部空間５１を連通する通気路５２が構成されている。

上記のような構成を有するドーム型スイッチ１００では粘着シート４０を介してドーム接点３０を押下操作すれば、ドーム接点３０が反転して頂部が第１電極２２ａと接触し、これにより第１電極２２ａと第２電極２２ｂがドーム接点３０を介して導通してスイッチがＯＮとなる。一方、ドーム接点３０への押圧（押下）を解除すれば、ドーム接点３０は元の状態に弾性復帰し、スイッチはＯＦＦとなる。

良好な操作感触を得るためにはドーム接点３０が反転する際、ドーム接点３０の内部空間５１の空気を外部へ逃がす必要があるが、この例では２つのドーム接点３０の内部空間５１を連通する通気路５２が形成されているため、この通気路５２を通ってドーム接点３０の内部空間５１の空気はもう１つのドーム接点３０の内部空間５１へ逃げるため（流れ込むため）、押下操作されたドーム接点３０の内部空間５１の気圧の上昇を十分に低く抑えることができ、よって良好な操作感触を得ることができる。

以上説明したように、この例では導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４のパターニングされた欠除部でなる溝２７’をプリント基板２０に形成し、その溝２７’を粘着シート４０によって蓋してドーム接点３０の内部の空気を外部へ逃がすための通気路５２を形成している。通気路５２を構成する溝２７’はプリント基板２０の構成層を使用し、プリント基板２０の通常の製作工程で同時に形成されるものであり、また粘着シート４０はドーム接点３０をプリント基板２０に固定するものであるため、追加の部材や追加の工数を必要とせず、よってこの例によれば、良好な操作感触を有するドーム型スイッチを安価に構成することができる。

なお、上述した例ではドーム型スイッチ１００が２つ併設された構成となっているが、ドーム型スイッチ１００が例えば３つ以上併設されている場合には各ドーム型スイッチ１００間に通気路５２が形成される。また、１つのドーム型スイッチ１００に設ける通気路５２の数は１つに限定されるものではなく、隣接する複数のドーム型スイッチ１００に向けて複数の通気路５２を設けるようにしてもよい。

実施例１ではドーム型スイッチ１００が複数設けられている場合に、隣接するドーム接点３０の内部空間５１を通気路５２によって連通して空気を逃がす構成について説明したが、ドーム型スイッチが単独で設けられる場合にはこのような構成を採用することはできない。実施例２ではドーム型スイッチが単独で存在する場合の構成について説明する。

図５は実施例２のドーム型スイッチの構成を粘着シートの図示を省略して示したものであり、図６は図５に示したドーム型スイッチの断面構造を粘着シート４０を書き加えて示したものである。また、図７は図５におけるプリント基板２０’の構成を示したものである。まず、図７を参照して実施例２におけるプリント基板２０’の構成について説明する。なお、図４に示したプリント基板２０と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

この例ではプリント基板２０’にはプリント基板２０と同様に溝２７’が形成されているが、溝２７’の先端（第１電極２２ａ側と反対側の先端）はプリント基板２０’に形成された凹部２９に連通された構成となっている。凹部２９は溝２７’と同様、導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４のパターニングされた欠除部でなり、溝２７’と同様、導体層２２、絶縁層２３及びシルク印刷層２４の合計の厚さ分の深さを有する。凹部２９はこの例では環状をなす第２電極２２ｂと同心の円周上に延伸されて半円弧形状をなすものとされており、凹部２９の幅は溝２７’の幅より大とされている。なお、この例ではシルク印刷層２４は絶縁層２３の全面に設けられている。

プリント基板２０’上には図５に示したようにドーム接点３０が実装され、さらにドーム接点３０及びプリント基板２０’を覆うように粘着シート４０が貼り付けられて図６に示した構造を有するドーム型スイッチ２００が完成する。

プリント基板２０’に形成されている溝２７’は粘着シート４０によって蓋されて実施例１と同様、通気路５２が構成され、またプリント基板２０’に形成されている凹部２９は粘着シート４０によって蓋されて空気溜り５３が構成される。

この例ではこのようにドーム接点３０の内部空間５１と連通する通気路５２は、通気路５２の延長をなしてプリント基板２０’に形成された空気溜り５３に連通された構成となっており、ドーム型スイッチ２００が押下操作されてドーム接点３０が反転する際、ドーム接点３０の内部空間５１の空気は通気路５２を通って空気溜り５３へ逃げる構成となっている。

空気溜り５３はドーム接点３０反転時の内部空間５１の気圧の上昇を抑えられるように、内部空間５１の空気を受容できる容積を有するものとされる。

空気溜り５３の形成は通気路５２と同様、追加の部材や追加の工数を必要とせず、よってこの実施例２の構成によれば、ドーム型スイッチが単独で存在する場合であっても良好な操作感触を有するドーム型スイッチを安価に構成することができる。

以上、この発明の実施例について説明したが、通気路５２は実施例１では閉空間であるドーム接点３０の内部空間５１同士を連通するものとなっており、実施例２では閉空間である空気溜り５３とドーム接点３０の内部空間５１を連通するものとなっている。つまり、実施例１，２では通気路５２は外気に連通していない構成となっている。よって、このような構成を採用すれば、使用環境に由来する例えばオイルミストや硫化水素等を含んだ外気が通気路５２を通ってドーム接点３０の、第１及び第２電極２２ａ，２２ｂが露出している内部空間５１に入り込み、接点障害が生じるといった不具合の発生を回避することができる。

なお、この発明はドーム接点３０の内部の空気を外部へ逃がすための通気路を、追加の部材や追加の工数を要することなく構成することを特徴とするものであって、通気路は必ずしも外気と連通しないものとしなくてもよい。

また、実施例１，２ではプリント基板２０，２０’はいずれもシルク印刷されるものとして、シルク印刷層２４の厚さ分、実施例１においては溝２７’、実施例２においては溝２７’及び凹部２９の深さをかせぐ構成としているが、プリント基板がシルク印刷されない場合はあえてこのような溝２７’及び凹部２９の深さをかせぐためのシルク印刷層２４を設けなくてもよい。

なお、シルク印刷層２４を溝２７’や凹部２９の側縁（周縁）だけでなく、実施例１や実施例２に示したように第２電極２２ｂの回りにも形成すれば、ドーム接点３０を位置決め固定する粘着シート４０の、ドーム接点３０回りにおけるプリント基板との粘着性をより高めることができる。

１１ 基板 １２，１３ 配線パターン
１４ ドーム接点 １５ カバーフィルム
１６ 密閉空間 １７ 貫通孔
１８ 基板 １９ 接着剤
２０，２０’ プリント基板 ２１ 基材
２１ａ 表面 ２１ｂ 裏面
２２ 導体層 ２２ａ 第１電極
２２ｂ 第２電極 ２３ 絶縁層
２４ シルク印刷層 ２４ａ 環状部
２４ｂ 直線部 ２５ 導体層
２５ａ 裏側電極 ２６，２７，２７’ 溝
２８ 充填ビアホール ２９ 凹部
３０ ドーム接点 ４０ 粘着シート
５１ 内部空間 ５２ 通気路
５３ 空気溜り １００，２００ ドーム型スイッチ

Claims (6)

1. 基材と導体層と絶縁層とを少なくとも有するプリント基板と、前記プリント基板上に実装されたドーム接点と、前記ドーム接点を覆って前記ドーム接点を前記プリント基板に固定する粘着シートとを有してなるドーム型スイッチであって、
   前記プリント基板には前記導体層がパターニングされて第１電極と、前記第１電極を環状溝を介して囲む環状の第２電極とが形成され、
   前記第２電極上に前記ドーム接点の周縁部は載置されており、
   前記プリント基板には前記導体層及び前記絶縁層のパターニングされた欠除部でなる溝が前記環状溝と連通し、前記第２電極を横切って前記ドーム接点の外側に至るように形成されており、
   前記溝の、前記ドーム接点の外側に位置する部分が前記粘着シートによって蓋されて前記ドーム接点の内部の空気を外部へ逃がすための通気路が構成され、
   前記通気路は前記溝の、前記第２電極を横切る部分を介して前記ドーム接点の内部空間と連通していることを特徴とするドーム型スイッチ。
2. 請求項１に記載のドーム型スイッチにおいて、
   前記プリント基板はシルク印刷層をさらに有し、
   前記溝は前記導体層、前記絶縁層及び前記シルク印刷層のパターニングされた欠除部でなることを特徴とするドーム型スイッチ。
3. 請求項１又は２に記載のドーム型スイッチにおいて、
   前記通気路は外気に連通していないことを特徴とするドーム型スイッチ。
4. 請求項３に記載のドーム型スイッチにおいて、
   前記通気路は前記プリント基板上に実装された、前記ドーム接点と異なるもう１つのドーム接点の内部空間に連通していることを特徴とするドーム型スイッチ。
5. 請求項３に記載のドーム型スイッチにおいて、
   前記通気路は前記プリント基板に形成された空気溜りに連通していることを特徴とするドーム型スイッチ。
6. 請求項５に記載のドーム型スイッチにおいて、
   前記空気溜りは前記通気路の延長で構成されていることを特徴とするドーム型スイッチ。

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