JPH04259714A - メンブレンスイッチ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄型、低コスト、防
塵性等の点で所謂タクトスイッチよりも優れるメンブレ
ンスイッチに係り、特に、操作時の節度感（クリック感
）を得るためにクリック板を装備してなるメンブレンス
イッチの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のメンブレンスイッチとして
は例えば特開昭６２−２８３５０９号所載のものがある
。これは、図５に示すように、絶縁基板１０１上に可撓
性の絶縁フィルム１０２を配置し、絶縁基板１０１及び
絶縁フィルム１０２の相対向する部位に一対のスイッチ
接点１０３，１０４を夫々設け、絶縁基板１０１及び絶
縁フィルム１０２間の各スイッチ接点１０３，１０４を
除く部位にスペーサ１０５を介在させ、更に、上記絶縁
フィルム１０２上のスイッチ接点１０４に対応した箇所
に透孔１０７が開設されたケース１０６を絶縁フィルム
１０２上に配置し、このケース１０６の透孔１０７内に
皿バネ状のクリック板１１０を収容すると共に、ケース
１０６の表面に可撓性の表示シート１０８を配置し、表
示シート１０８の表示部分を指先で押圧操作することに
より、クリック板１１０を介して各スイッチ接点１０３
，１０４を導通させるようにしたものである。

【０００２】このタイプによれば、クリック板１１０は
クリック感を与えるためのみに使用されており、仮に、
クリック板１１０が破損したとしても、反転変形しない
限りそれのみでスイッチ接点１０３，１０４が導通した
ままになる事態を回避することができるので、クリック
板そのものが一方のスイッチ接点を構成したタイプやス
イッチ接点１０３，１０４間にクリック板１１０を介装
したタイプに比べて、メンブレンスイッチの信頼性を向
上させることが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のメ
ンブレンスイッチにおいて用いられるクリック板１１０
は通常ドーム型の皿バネからなるものであるが、スイッ
チ操作時においてクリック板１１０が片当たりした場合
局部的に応力集中が起こり易く、スイッチ操作回数の増
大に伴ってクリック板１１０の周辺に割れが起こり、ス
イッチ寿命の点でクリック板１１０の改善が求められて
いた。

【０００４】また、上記クリック板１１０はケース１０
６の透孔１０７内で若干がたついているため、スイッチ
操作感に違和感を感じる虞れがあるばかりか、クリック
板１１０が表示シート１０８で覆われているため、充分
なクリック感を得ることができず、スイッチ操作感とし
て未だ満足すべきものではなかった。

【０００５】更に、図６に示すように、多数のメンブレ
ンスイッチを一括搭載するような場合においては、多数
のクリック板１１０を一対の継手部１１１を介して支持
プレート１１２に取付け、クリック板１１０を所定ピッ
チ間隔で配列したものが提案されている（米国特許第４
２５４３０９号参照）。

【０００６】このタイプにおいては、上記継手部１１１
で応力が分散するため、ドーム型の皿バネからなるクリ
ック板１１０単品に比べて、クリック板１１０の寿命は
若干改善されるが、クリック板１１０の片当たりによる
クリック板１１０の周辺の割れを完全には防止できない
ばかりか、スイッチ操作回数の増大に伴って、継手部１
１１と支持プレート１１２との連結部で亀裂が起こり易
いという新たな技術的課題が見出された。

【０００７】この発明は上述した技術的課題を解決する
ためになされたものであって、クリック板の耐久性を向
上させることによりスイッチ寿命の改善を図るほか、ク
リック板に対する取付け構造を工夫することによりスイ
ッチ操作感をより良好に保つようにしたメンブレンスイ
ッチを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、スイッチ寿命
の改善を図るための第一の発明は、図１に示すように、
絶縁基体１上に可撓性絶縁膜２を配置し、絶縁基体１及
び可撓性絶縁膜２の相対向する部位に一対のスイッチ接
点３，４を夫々設けると共に、絶縁基体１及び可撓性絶
縁膜２間の各スイッチ接点３，４を除く部位にスペーサ
５を介在させ、更に、上記可撓性絶縁膜２上のスイッチ
接点４に対応した箇所には皿バネ状のクリック板６を配
設し、クリック板６を押圧操作することにより各スイッ
チ接点３，４を導通させるようにしたメンブレンスイッ
チを前提とし、上記クリック板６には、皿バネ部７と、
この皿バネ部７を囲繞して配置される中空状のスカート
部８と、皿バネ部７及びスカート部８間を少なくとも三
箇所以上の略均等な間隔で連結する複数のサポート部９
とを具備させるようにしたものである。

【０００９】また、スイッチ寿命の改善を図る第二の発
明は、図１に示すように、絶縁基体１，可撓性絶縁膜２
，スイッチ接点３，４，スペーサ５及びクリック板６か
らなるメンブレンスイッチを前提とし、上記クリック板
６には、皿バネ部７と、この皿バネ部７を囲繞して配置
される中空状のスカート部８と、皿バネ部７及びスカー
ト部８間を連結する複数のサポート部９とを具備させ、
スカート部８のサポート部９との連結部位を他の部分よ
りも面剛性の小さいサポート保持部１０として構成した
ことを特徴とするものである。

【００１０】このような技術的手段において、皿バネ部
７としては所定のクリック感が得られる程度の弾性を備
えたドーム状のものであれば、素材、形状、大きさ等適
宜設計変更して差し支えない。尚、皿バネ部７の略中央
部にディンプル（凹部）を設ける（図２参照）と、キー
トップとの接触が安定すると共に、ディンプルの反対面
の突起部にてメンブレンスイッチのスイッチ接点３，４
を押し付けるので、皿バネ部７の中央部から外れた位置
でキートップと接触したとしても、安定したスイッチ動
作を期待することができる。

【００１１】また、スカート部８についても、皿バネ部
７を囲繞する中空部を有するものであれば、必ずしも皿
バネ部７の外形と同形である必要はなく適宜選定するこ
とができるが、皿バネ部７の弾性変形動作をスムースに
するという観点からすれば、エア抜けできるように皿バ
ネ部７との間に隙間が確保できる程度の中空部を形成す
ることが必要であり、また、後述する第三の発明のよう
に、スカート部８を押さえシート１１で押さえ込むタイ
プにあっては、押さえシート１１で貼り易い構造にする
ことが好ましい。

【００１２】更に、サポート部９については、上記皿バ
ネ部７に作用する荷重を分散支持できるものであれば、
その支持剛性、数、形状等適宜選定することができるが
、皿バネ部の弾性変形動作をよりスムースにするという
観点からすれば、皿バネ部７周縁をエア抜けできる程度
（例えば０．１ｍｍ程度）に浮かせることが必要であり
、また、後述する第三の発明のように、スカート部８を
押さえシート１１で押さえ込むタイプにあっては、押さ
えシート１１の開口部の打ち抜き精度等を考慮すると、
０．５ｍｍ以上の長さ寸法を有するように設計すること
が好ましい。

【００１３】更にまた、サポート保持部１０としては、
サポート部９への分担荷重が作用した際に適宜弾性変形
し、集中応力が生じない程度の面剛性を備えたものであ
れば、スカート部８にスリットや孔を穿設することによ
り、サポート部９に対してＴ字状に連結される細いブリ
ッジ部を構成する等適宜設計変更することができる。

【００１４】また、クリック板６の製造方法については
適宜選択して差し支えないが、ライン上で効率的に製造
するとすれば、一枚板に対してプレス加工、穿孔加工等
を施して多数のクリック板６を予め成形しておき、後ラ
インの切断加工にて各クリック板６を分断するようにす
ることが好ましい。この場合において、切断加工での切
断を正確にするという点からすれば、穿孔加工時に切断
用孔をも穿設するようにすることが好ましい。

【００１５】更にまた、クリック板６を一括搭載するよ
うな場合には、クリック板６をリール状に成形しておき
、適宜箇所で切断するようにしてもよい。この場合にお
いて、多数のクリック板６を搭載する際の位置決めを容
易にするという観点からすれば、搭載側に設けられる位
置決めボスに対応して、リール状のクリック板に適宜位
置決め孔を穿設しておくことが好ましい。

【００１６】尚、第一及び第二の発明におけるクリック
板６の取付け構造については、クリック板６全体を押さ
えシートで押さえ込むようにしたり、以下の第三の発明
を適用する等適宜選択することができる。

【００１７】また、スイッチ操作感の改善を図る第三の
発明は、図１に示すように、絶縁基体１，可撓性絶縁膜
２，スイッチ接点３，４，スペーサ５及びクリック板６
からなるメンブレンスイッチを前提とし、上記クリック
板６には、皿バネ部７と、この皿バネ部７を囲繞して配
置される中空状のスカート部８と、皿バネ部７及びスカ
ート部８間を連結する複数のサポート部９とを具備させ
、スカート部８のみを押さえシート１１にて押さえ込む
ことにより可撓性絶縁膜２上にクリック板６を固定する
ことを特徴とするものである。

【００１８】この第三の発明において、上記押さえシー
ト１１によるクリック板６の押さえ込み方法としては、
予め可撓性絶縁膜２側にクリック板６を配置しておき、
上から押さえシート１１で押さえ込むようにしてもよい
が、作業性を考慮すれば、予め押さえシート１１側にク
リック板６を固着しておき、この状態で、可撓性絶縁膜
２上にクリック板６及び押さえシート１１を固定するよ
うにすることが好ましい。

【００１９】

【作用】上述したような技術的手段において、第一の発
明によれば、複数のサポート部９は、皿バネ部７及びス
カート部８間を少なくとも三箇所以上の略均等な間隔で
連結しているため、サポート部９により皿バネ部７周縁
が常時浮いた状態で保持される。それゆえ、クリック板
６押圧時には、上記皿バネ部７の周縁の隙間がエア抜き
として作用する分、皿バネ部７の弾性変形動作がスムー
スになるばかりか、皿バネ部７への作用荷重の全ては夫
々のサポート部９へ均等に分担支持されることになり、
皿バネ部７が傾斜配置されることはない。

【００２０】また、第二の発明によれば、スカート部８
のサポート保持部１０は他の部分よりも面剛性の小さい
ものとして構成されているため、クリック板６押圧時に
おいて、夫々のサポート部９への作用荷重がサポート保
持部１０に伝達されると、サポート保持部１０は面方向
に直交する方向に対して適宜弾性変形し、サポート部９
の付け根部であるサポート保持部１０に応力が集中する
ことはない。

【００２１】更に、第三の発明にあっては、押さえシー
ト１１がクリック板６のスカート部８のみを押さえ込ん
でいるため、皿バネ部７の位置は一定に保持され、しか
も、キートップが皿バネ部７に直接的に接触することに
なる。

【００２２】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。図２はこの発明が適用されたメ
ンブレンスイッチの一実施例を示す。同図において、符
号２１は厚さ１．６ｍｍ程度の紙フェノール板からなる
絶縁基板、２２は厚さ０．１ｍｍ程度のポリエステルフ
ィルムからなる可撓性絶縁シート、２３，２４は絶縁基
板２１及び絶縁シート２２の相対向する部位に設けられ
るスイッチ接点（図示外の通電用電極を経て所定の端子
部位へ接続されている）、２５は厚さ０．１２５ｍｍ程
度のポリエステルフィルムからなるスペーサシート、２
６はキートップ、３０は上記絶縁シート２２上のスイッ
チ接点２４に対応した部位に配設されるクリック板、４
０は厚さ０．１ｍｍ程度のポリエステルフィルムからな
るクリック板３０の押さえシートである。尚、絶縁基板
２１に代えて絶縁シート２２と同じものを用いてもよい
。この場合にはメンブレンスイッチを薄く成形でき、こ
れを他の基板に搭載してもよい。

【００２３】この実施例において、上記クリック板３０
は、図３に示すように、厚さ０．０７ｍｍ程度のベリリ
ウム銅あるいはステンレン鋼からなるものであり、中央
部にディンプル３１ａが形成された直径９ｍｍ程度の円
形ドーム型の皿バネ部３１と、この皿バネ部３１を囲繞
する一辺が１５ｍｍ程度のスカート部３２と、この皿バ
ネ部３１とスカート部３２との間を連結する複数（この
実施例では四つ）のサポート部３５とで構成されている
。

【００２４】上記スカート部３２は対辺間長が略１０ｍ
ｍ程度の八角形状の中空部３３を有し、外側の対辺には
リール状に多数配列されたクリック板３０を切断するた
めの切断孔３４の半円部が残存している。

【００２５】また、上記サポート部３５は略９０°角度
間隔毎に等分配置されており、約０．６ｍｍ幅で１ｍｍ
程度の長さ寸法を具備し、かつ、後述する図４に示され
るように、皿バネ部３１周縁をｈ（この実施例では０．
１ｍｍ程度）だけ浮かせた状態で保持している。そして
、各サポート部３５が連結されるスカート部３２には夫
々０．３ｍｍ幅で４，７ｍｍ程度の長さからなるスリッ
ト３６が夫々開設され、各サポート部３５に対してＴ字
状に連結される略０．３５ｍｍのブリッジ部３７が形成
されている。

【００２６】更に、この実施例におけるクリック板３０
の断面形状は例えば図４に示すような寸法関係になって
いる。

【００２７】また、上記押さえシート４０は、図２及び
図３に示すように、クリック板３０のスカート部３２を
除く部位に対応する例えば円形の開口４１を有し、この
開口４１内にクリック板３０の皿バネ部３１及びサポー
ト部３５を配置した状態で、上記スカート部３２を例え
ば接着固定することによりクリック板３０を押さえ込む
ようになっている。

【００２８】次に、この実施例に係るメンブレンスイッ
チの作動について説明する。この実施例においては、キ
ートップ２６で押圧操作すると、キートップ２６が直接
的にクリック板３０に接触し、クリック板３０の皿バネ
部３１が撓み変形し、スイッチ接点２３，２４が導通す
る。このとき、上記クリック板３０の皿バネ部３１の中
心位置が移動することはなく、クリック板３０のクリッ
ク感もキー操作者に確実に伝わる。

【００２９】また、この実施例に係るクリック板の耐久
性を評価する。今、ベリリウム銅製のクリック板３０に
対して２Ｋｇｆの打鍵荷重、２回／秒の打鍵速度で打鍵
試験を行ったところ、５０万回の打鍵に対してクリック
板３０の押下力の初期値に対する減衰率は３．７％程度
であり、しかも、クラック等の損傷は全く見られなかっ
た。

【００３０】尚、この実施例の変形例として、上記ブリ
ッジ部３７のないクリック板に対して同様な打鍵試験を
行ったところ、５０万回の打鍵に対してクリック板３０
の押下力の初期値に対する減衰率は実施例のものと略同
程度を示したが、サポート部３５と皿バネ部３１との結
合部周辺において一部クラックが発生した。

【００３１】ここで、実施例及び変形例のクリック板の
性能を評価する上で、ドーム型のクリック板（比較例１
）及びブリッジ部３７のない二つの１８０°角度間隔の
サポート部３５のみを有するクリック板（比較例２）に
対して実施例と同様な打鍵試験を行ったところ、２０万
回の打鍵に対してクリック板の押下力の初期値に対する
減衰率は３０％以上とかなり大きいものであり、しかも
、クラック等の損傷が見られた。これにより、実施例及
び変形例におけるクリック板が耐久性の点で比較例１，
２よりも優れていることが確認された。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、クリック板押圧時に、皿バネ部への作
用荷重の全てを夫々のサポート部へ均等に分担支持し、
皿バネ部の姿勢を傾斜させないようにしたので、皿バネ
部が片当たりして皿バネ部の周辺に応力集中が生ずる懸
念はなくなり、その分、皿バネ部周辺の割れ現象を確実
に回避でき、クリック板の耐久性を向上させてスイッチ
寿命を改善することができる。そして、この発明によれ
ば、クリック板押圧時に、皿バネ部の弾性変形に伴うエ
ア抜き通路を確実に確保するようにしたので、皿バネ部
の弾性変形動作をスムースに行わせることができ、その
分、クリック板のクリック動作を安定させることができ
る。

【００３３】また、請求項２記載の発明によれば、サポ
ート保持部は面方向に直交する方向に対して適宜弾性変
形し得るようになっているので、クリック板押圧時にお
いて、夫々のサポート部への作用荷重がサポート保持部
に伝達されたとしても、サポート部の付け根部であるサ
ポート保持部に応力が集中する事態を回避することがで
き、その分、サポート部の付け根部での亀裂等を有効に
防止でき、クリック板の耐久性を向上させてスイッチ寿
命を改善することができる。

【００３４】更に、請求項３記載の発明によれば、皿バ
ネ部の中心位置を一定に保持でき、しかも、キートップ
と皿バネ部とを直接的に接触させるようにしたので、ク
リック板のがたつきを回避できると共に、クリック板か
らのクリック感を充分に得ることができ、その分、満足
なスイッチ操作感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るメンブレンスイッチの構成を示
す説明図である。

【図２】この発明が適用されたメンブレンスイッチの一
実施例を示す説明図である。

【図３】実施例に係るクリック板の平面図である。

【図４】図３中ＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】従来のメンブレンスイッチの一例を示す断面説
明図である。

【図６】従来のクリック板の他の例を示す説明図である
。

【符号の説明】

１　　絶縁基体 ２　　可撓性絶縁膜 ３，４　　スイッチ接点 ５　　スペーサ ６　　クリック板 ７　　皿バネ部 ８　　スカート部 ９　　サポート部 １０　　サポート保持部 １１　　押さえシート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁基体（１）上に可撓性絶縁膜（２
   ）を配置し、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）の
   相対向する部位に一対のスイッチ接点（３，４）を夫々
   設けると共に、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）
   間の各スイッチ接点（３，４）を除く部位にスペーサ（
   ５）を介在させ、更に、上記可撓性絶縁膜（２）上のス
   イッチ接点（４）に対応した箇所には皿バネ状のクリッ
   ク板（６）を配設し、クリック板（６）を押圧操作する
   ことにより各スイッチ接点（３，４）を導通させるよう
   にしたメンブレンスイッチにおいて、上記クリック板（
   ６）は、皿バネ部（７）と、この皿バネ部（７）を囲繞
   して配置される中空状のスカート部（８）と、皿バネ部
   （７）及びスカート部（８）間を少なくとも三箇所以上
   の略均等な間隔で連結する複数のサポート部（９）とで
   構成されていることを特徴とするメンブレンスイッチ。
2. 【請求項２】　　絶縁基体（１）上に可撓性絶縁膜（２
   ）を配置し、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）の
   相対向する部位に一対のスイッチ接点（３，４）を夫々
   設けると共に、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）
   間の各スイッチ接点（３，４）を除く部位にスペーサ（
   ５）を介在させ、更に、上記可撓性絶縁膜（２）上のス
   イッチ接点（４）に対応した箇所には皿バネ状のクリッ
   ク板（６）を配設し、クリック板（６）を押圧操作する
   ことにより各スイッチ接点（３，４）を導通させるよう
   にしたメンブレンスイッチにおいて、上記クリック板（
   ６）は、皿バネ部（７）と、この皿バネ部（７）を囲繞
   して配置される中空状のスカート部（８）と、皿バネ部
   （７）及びスカート部（８）間を連結する複数のサポー
   ト部（９）とを備え、スカート部（８）のサポート部（
   ９）との連結部位は他の部分よりも面剛性の小さいサポ
   ート保持部（１０）として構成されていることを特徴と
   するメンブレンスイッチ。
3. 【請求項３】　　絶縁基体（１）上に可撓性絶縁膜（２
   ）を配置し、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）の
   相対向する部位に一対のスイッチ接点（３，４）を夫々
   設けると共に、絶縁基体（１）及び可撓性絶縁膜（２）
   間の各スイッチ接点（３，４）を除く部位にスペーサ（
   ５）を介在させ、更に、上記可撓性絶縁膜（２）上のス
   イッチ接点（４）に対応した箇所には皿バネ状のクリッ
   ク板（６）を配設し、クリック板（６）を押圧操作する
   ことにより各スイッチ接点（３，４）を導通させるよう
   にしたメンブレンスイッチにおいて、上記クリック板（
   ６）は、皿バネ部（７）と、この皿バネ部（７）を囲繞
   して配置される中空状のスカート部（８）と、皿バネ部
   （７）及びスカート部（８）間を連結する複数のサポー
   ト部（９）とを備え、スカート部（８）のみを押さえシ
   ート（１１）にて押さえ込むことにより可撓性絶縁膜（
   ２）上に固定されていることを特徴とするメンブレンス
   イッチ。