JPH03149718A - スイッチマトリックス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 複数個のスイッチをマトリックス状に配設した装置の構
成に関し、 普及の拡大が著しいパーソナルコンピュータ等の入力装
置用として、従来より安価に提供することを目的とし、 非可撓性絶縁基板の上面には、マトリックス状に配設さ
れた複数の第１の電極と、適当な間隙で該第１の電極の
それぞれに対向する複数の第２の電極と、はぼ同一方向
に配設された該第１の電極に連通ずる第１の配線と、該
第２の電極に連通ずる第２の配線と、該第１．第２の配
線を覆う第１の絶縁層を設け、 該絶縁基板の下面には、該絶縁板を貫通するスルーホー
ルを介して該第２の配線に連通ずる第３の配線と、該第
３の配線を覆う第２の絶縁層を設け、 該第１、第２の電極の各対向部を表呈させる透孔が設け
られた該第１の絶縁層には可撓性絶縁シートを重ね、 該絶縁シートの下面にはそれぞれに対向する該第１の電
極と該第２の電極との双方の上方に対向する第３の電極
を形成してなることを特徴とし、さらに非可撓性絶縁基
板が、前記第１の電極。

第２の電極、第１の配線、第２の配線、第３の配線、第
１の絶縁層、第２の絶縁層を設け前記絶縁シートの重ね
られたスイッチ部と、ドライバとエンコーダを具え該第
１の配線、第３の配線が接続された電気回路の形成され
た電気回路部を具えてなることを特徴とし構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は複数個のスイッチをマトリックス状に配設した
装置の構成に関する。

近年、急激に普及が拡大されているパーソナルコンピュ
ータや、ワードプロセッサ等の入力装置として利用され
るスイッチマトリックス装置（キーボード）は、高信頼
性と共に低コスト化が強く要望されている。

〔従来の技術〕

第６図は安価なことで知られる従来の薄形スイッチ装置
の概略構成を示す斜視図、第７図は第６図に分解して示
す薄形スイッチ装置の要部の断面図である。

第６図および第７図において、可撓性を有するスイッチ
装Ｗｌは、下部絶縁シート２と絶縁スペーサ４と上部絶
縁シート３を積層して構成する。

下部シート２の上面には下部電極５と、前後方向に整列
する下部電極５を連通したＹ配線６が形成され、絶縁ス
ペーサ４には電極５に対向する透孔７を設ける。

上部シート３の下面には、下部電極５に対向する上部電
極８および左右方向に整列する電極８を連通したＸ配線
９を設け、扱作時（押下時）に電極５と接触する電極８
は、シート３の復元力によって上昇復帰する。

このように構成されたスイッチ装置ｌは、非可撓性であ
る金属板等に搭載して使用され、スイッチ１の駆動に係
わるドライバ、エンコーダ等にてなり図示されない電気
回路は、図示しないコネクタを介して下部シート２およ
び上部シート３に接続される。

一般に、導体膜より配線６または９と共にパターン形成
した電極５と８は、マイグレーション防止のため、表面
にカーボン層が形成される。

第８図は安価なことで知られる従来の他の薄形スイッチ
装置の主部の斜視図、第９図は第８図に示すスイッチ装
置の繰作に使用するアクチェータの断面図であ−る。

第８図において、可撓性を有するスイッチ装置１１は、
絶縁シート１２の上面に複数の第１の電極１３と、各第
１の電極１３のそれぞれに対向する第２の電極１４と、
左右方向に整列する第１の電極Ｉ３が連通する配線１５
を形成したのち、配線１５を覆うクロスオーバの絶縁帯
１６を形成し、次いで前後方向に整列する第２の電極１
４に連通し絶縁帯１６を跨ぐ配線１７を形成させる。

このように構成されたスイッチ装置ｌｌは非可撓性であ
る金属板等に搭載し、第１の電極１３と第２の電極■４
を閉成させるには、例えば第９図に示す如く導体片１８
を有するゴム製の円形ドーム状アクチェータ１９をスイ
ッチ装Ｗｌｌの上に設け、スイッチｌの駆動に係わるド
ライバ回路、エンコーダ回路等は、コネクタ接続部より
コネクタを介して接続される。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように、対向電極を印刷やエッチング手段
で形成し安価なことで知られる従来のスイッチマトリッ
クスは可撓性であるため、使用時には金属板の如き非可
撓性板に搭載する必要があり、かつ、その駆動に係わる
電気回路はスイッチマトリックスと別のプリント板に形
成し、コネクタにて接続しなければならないという煩わ
しさがあった。

さらに、補強板を含め４枚構成のスイッチ装置１におい
て電極は、導体層にカーボンを被着させる工程を要し、
１枚のシートに開離される一対の電極とそれらの配線を
形成できるスイッチ装置ｉ１１１は、絶縁帯１６および
絶縁帯１６を跨ぐことによって非平面に配線１７を形成
しなければならないという難しさがあり、かつ、第９図
に示す如きアクチェータが必要である。

本発明の目的は、従来のスイッチ装置ｌおよび１１に比
べ生産性が同等または容易であり、非可撓性板に搭載す
る煩わしさを解決し、さらに、駆動のための電気回路と
スイッチ素子（対向電極と配線）とを接続する煩わしさ
を解決することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は本発明の実施例を示す第１図および第２図に
よれば、 非可撓性絶縁基板２２の上面にはマトリックス状に配設
された複数の第１の電極２４と、適当な間隙で第１の電
極２４のそれぞれに対向する複数の第２の電極２５と、
同一方向に配設された第１の電極２４に連通する第１の
配線２６と、第２の電極２５に連通ずる第２の配線２７
と、第１の配線２６および第２の配ｆｆ１２７を覆う第
１の絶縁層２８を設け、絶縁基板２２の下面には第の電
極２４の連通方向と直交方向に第２の電極２５を連通ず
るように絶縁板２２を貫通するスルーホール２３および
第２の配線２７を介して連通させる第３の配線３０と、
第３の配線３０を覆う第２の絶縁層３１を設け、 第１の電極２４と第２の電極２５の各対向部を表呈させ
る透孔２９が設けられた第１の絶縁層２８には可撓性絶
縁シート３２を重ね、 絶縁シート３２の下面にはそれぞれに対向する第１の電
極２４と第２の電極２５との双方の上方に対向する第３
の電極３３を形成してなることを特徴としたスイッチマ
トリックス装置２１、 並びに、非可撓性絶縁基板４２が、前記第１の電極２４
．第２の電極２５．第１の配線２６．第２の配線２７、
第３の配線３０．第１の絶縁層２８８第２の絶縁層３１
を設け前記絶縁シート３２の重ねられたスイッチ部４３
と、ドライバとエンコーダを具え第１の配線２６．第３
の配線３０が接続された電気回路の形成された電気回路
部４５を具えてなることを特徴としたスイッチマトリッ
クス装置ｆ　４１によって達成される。

〔作用〕

上記手段によれば、非可撓性の絶縁基板の表面には第３
の電極（可動電極）の接触によって接続される第１の電
極と第２の電極を形成し、その対向電極のれぞれに連通
される配線は絶縁基板の表面と裏面とに形成し、裏面に
形成された配線はスルーホールを介して表面の電極に連
通せしめる構成としたことによって、安価である従来装
置紀比べ生産性を損なうことなく、−補強板が不要かつ
電気回路の搭載が可能となり、−安価なキーボード装置
が提供できるようになる、　 さらに、本発明における第１、第２の電極は銅箔よりエ
ッチングされたものとし、第３の電極をカーボンインク
の印刷で形成することによって、マイグレーションが防
止される。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明によるスイッチマトリック
ス装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例によるスイッチマトリックス
装置の概略を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例
によるスイッチマトリックス装置の概略を示す断面図、
第３図は第１図に示す装置の絶縁基板に形成した電極お
よび配線の略式回路図（イ）とその基板の上面に第１の
絶縁層を形成した平面図（Ｏ）、第４図スイッチマトリ
ックス装置の回路図、第５図は第２図に示す装置の外観
の概略を示す斜視図である。

第１図および第３図において、スイッチマトリックス装
置２１は所要部にスルーホール２３の形成された非可撓
性絶縁基板（プリント基板）２２の上面に、マトリック
ス状に配設された複数の第１の電極２４と、適当な間隙
で電極２４のそれぞれに対向する第２の電極２５と、は
ぼ同一方向に配設された電極２４に連通ずる第１の配線
−２６と、スルーホール２３および電極２５に連通する
第２の配線２７を形成し、その上に電極２４．２５の各
対向部を表呈させる透孔２９のあいた第１の絶縁層２８
を有する。

他方、絶縁基板２２の下面にはスルーホール２３に連通
ずる第３の配線３０を形成したのち、配線３０を覆う第
２の絶縁層３１が形成される。

絶縁層２８の上には可撓性を有する絶縁シート３２が重
ねられ、絶縁シート３２の下面には、各透孔２９内で対
向する電極２４と２５の双方の上方に対向する第３の電
極３３が形成される。

そして所望の第３の電極３３は、絶縁シート３２の上か
ら例えば押釦により押下すると、対向する電極２４と２
５の双方に接触し、該押下刃を除くことによって復帰す
るようになる。

このように構成された装置２１は、別途作成された電気
回路に接続し使用されるが、第３図に示す如く上面に配
線２６の端部３５を形成し下面に配線３０の端部３６が
形成された絶縁基板２２の突出部３４は、図示しないコ
ネクタを介して該電気回路に接続される。

第１図と共通部分に同一符号を使用した第２図および第
５図において、スイッチマトリックス装置４１は、スイ
ッチ部４３と、回路部品４４を搭載等してなる電気回路
部４５が１枚の絶縁基板４２に形成されたものである。

スルーホール２３と電極２４．２５．３３と配線２６．
２７．３０と絶縁層２８．３１を絶縁基板４２に形成し
たスイッチ部４３は第１図の装置２１と構成が同じであ
る。ただし、配線３０は装置２１のそれより回路部４５
に延在し、絶縁基板４２に形成されたスルーホール４６
を介して回路部４５に接続される。

スイッチ部４３に接続せしめ絶縁基板４２の上面の電気
回路形成領域４７内に形成された回路部４５は、例えば
第４図に示す如き構成であり、図においてスイッチ５１
は電極２４．２５．３３にてなり、縦方向の同一列の電
極２４に連通した複数本の配線２ロー。〜２ローＳはド
ライバ５２に接続し、横方向の同一列の電極２５に連通
し電源５４が接続された複数本の配線３０−。〜３０−
５はエンコーダ５３に接続される。

そして、図示しないコネクタに接続される絶縁基板４２
の突出部４８には、回路部４５より延在する複数のリー
ド端子４９が形成される。

かかる回路部４５は外部信号によって、ドライバ５２と
配線２ロー。〜２ローｓおよび、エンコーダ５３と配線
３０−。〜３０−Ｓを順次接続せしめ、閉成されたスイ
ッチ５１を検出するようになる。

なお、前記実施例において絶縁基板２２．４２は両面プ
リント基板を使用し、各電極２４．２５および配線２６
．２７．３０は、該プリント基板に被着された銅箔をエ
ッチングした銅箔パターンであり、シート３２の電極３
３はマイグレーションおよび接点性を考慮して、カーボ
ンインクを直接に印刷し形成した。

また、前記実施例において第１の絶縁層２８の厚さは、
耐電圧とスイッチ操作時の押下刃に係わる。

そして、絶縁層２８に相当する従来の絶縁スペーサ３の
厚さが１２５＃−であったことに鑑み、絶縁層２８の厚
さを８０〜２００　ａｙｓとしたとき、従来装置と同等
の耐電圧特性と繰作性が確保される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によるスイッチマトリックス
装置は、電極を多層構成にすることなくマイグレーショ
ン防止が可能であり、補強板が不要となり、電気回路の
搭載を可能としたことにより、それ自体の組立ておよび
組み込みが容易となリ、キーボードを従来より安価に旋
供できるようにした効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスイッチマトリックス
装置、 第２図は本発明の他の実施例による−スイッチマトリッ
クス装置、 第３図は第１図に示す装置の絶縁基板と第１の絶縁層、 第４図はスイッチマトリックス装置の回路図、第５図は
第２図に示す装置の外観図、 第６図は従来の薄形スイッチ装置、 第７図は第６図に示す薄形スイッチ装置要部の断面図、 第８図は従来構成による他の薄形スイッチ装置、第９図
は第８図一に示す装置に使用するアクチェータ、 である。 図中において、 ２１．４１はスイッチマトリックス装置、２２．４２は
非可撓性絶縁基板、 ２３．４６はスルーホール、 ２４は第１の電極、　２５は第２の電極、２６は第１の
配線、　２７は第２の配線、２８は第１の絶縁層、２９
は透孔、 ３０は第３の配線、　３１は第２の絶縁層、３１は第２
の絶縁層、 ３２は可撓性絶縁シート、 ３３は第３の電極、　４３はスイッチ部、４５は電気回
路部、 ５２はドライバ、　　５３はエンコーダ、を示す。 λ１スイ・、＋フトリ・ンフス秩直 年宏明の−炙１１１Ｆ！別１：よるスイ・フラマトリツ
クス状置第　１　図 ４１スイ−／＋マトリ、クス牧置 杢完明の（ｔの宍猾ｆｉ１によビスイ、ア吟マート）、
、アス表置５！５２図 ０　■　■　■　■ ０　■　■　■ ０　■　■　■ （ロノ 賛５［１仁ホ■殻原の鴨基板と第１のだ■今６３　図 スイ−／４−マドＩルシクス最直の回距図男４圀 ＩＦＳ　２　ｒ　ＣｆＲＴＭ　！ｔ　（Ｆ）外観図′Ｉ
Ｉ１１５　目 従来の零形スイ・７４製置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非可撓性絶縁基板（２２）の上面には、マトリッ
   クス状に配設された複数の第１の電極（２４）と、適当
   な間隙で該第１の電極（２４）のそれぞれに対向する複
   数の第２の電極（２５）と、同一方向に配設された該第
   １の電極（２４）に連通する第１の配線（２６）と、該
   第２の電極（２５）に連通する第２の配線（２７）と、
   該第１、第２の配線（２６、２７）を覆う第１の絶縁層
   （２８）を設け、 該絶縁基板（２２）の下面には、該第１の電極（２４）
   の連通方向と直交方向に該第２の電極（２５）を連通す
   るように該絶縁板（２２）を貫通するスルーホール（２
   ３）および該第２の配線（２７）を介して連通させる第
   ３の配線（３０）と、該第３の配線（３０）を覆う第２
   の絶縁層（３１）を設け、 該第１、第２の電極（２４、２５）の各対向部を表呈さ
   せる透孔（２９）が設けられた該第１の絶縁層（２８）
   には可撓性絶縁シート（３２）を重ね、 該絶縁シート（３２）の下面には、それぞれに対向する
   該第１の電極（２４）と該第２の電極（２５）との双方
   の上方に対向する第３の電極（３３）を形成してなるこ
   と、 を特徴としたスイッチマトリックス装置。
2. （２）非可撓性絶縁基板（４２）が、前記第１の電極（
   ２４）、第２の電極（２５）、第１の配線（２６）、第
   ２の配線（２７）、第３の配線（３０）、第１の絶縁層
   （２８）、第２の絶縁層（３１）を設け前記絶縁シート
   （３２）の重ねられたスイッチ部（４３）と、ドライバ
   （５２）とエンコーダ（５３）を具え該第１の配線（２
   ６）、第３の配線（３０）が接続された電気回路の形成
   された電気回路部（４５）を具えてなることを特徴とし
   たスイッチマトリックス装置。