WO2004025677A1 - キ−スイッチ用ダイヤフラムおよびキ−スイッチ - Google Patents

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WO2004025677A1
WO2004025677A1 PCT/JP2003/011651 JP0311651W WO2004025677A1 WO 2004025677 A1 WO2004025677 A1 WO 2004025677A1 JP 0311651 W JP0311651 W JP 0311651W WO 2004025677 A1 WO2004025677 A1 WO 2004025677A1
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WO
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key switch
diaphragm
panel
contact
reference surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/011651
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masahiro Kaizu
Tadanori Ominato
Koji Hirai
Original Assignee
Fujikura Ltd.
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Publication date
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Priority to DK03795404.7T priority patent/DK1548775T3/da
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Priority to US10/527,399 priority patent/US7205491B2/en
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/48—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using buckling of disc springs
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    • H01H2205/016—Separate bridge contact
    • H01H2205/018—Support points upwardly concave
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    • H01H2215/00—Tactile feedback
    • H01H2215/034—Separate snap action
    • H01H2215/036—Metallic disc

Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm and a key switch for a key switch (planar switch) having a conical pedestal portion and a dome-shaped portion on a spherical surface on the conical pedestal portion.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first conventional key switch 100
  • FIG. 1A is a plan view of the key switch 100
  • FIG. 1B is a diagram showing IB-IB in FIG. 1A. It is a figure showing a section.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state where the key switch 100 is pressed.
  • a conventional key switch 100 used for a push button of a mobile phone is composed of a ring-shaped wiring pattern 2 and a wiring pattern 4 which is arranged substantially at the center of the wiring pattern 2 and is separated from the wiring pattern 2.
  • the key switch 100 when used for a device such as a mobile phone, it is generally required that the key switch have durability enough to withstand 100,000 presses or more.
  • the key switch diaphragm 102 is It does not shift in the direction along the surface of the substrate 6.
  • the periphery of the diaphragm for key switch 102 forms a contact 12, and when the diaphragm for key switch 102 is mounted on the board 6, the wiring pattern formed on the contact 12 and the board 6 2 make electrical contact with each other.
  • the diaphragm for key switch 102 is formed by processing a thin metal plate having flexibility and conductivity, for example, and the diaphragm for key switch 102 has an appropriate height.
  • the pedestal (pedestal 1) 16 the narrowed side of the pedestal, there is a spherical dovetail projecting upward. With a ⁇ ⁇ 8.
  • the key switch 100 was pressed: ⁇ , the pedestal portion 16 of the key switch diaphragm 102 was hardly deformed, and the contact point 104 and the wiring pattern 4 of the substrate 6 were electrically connected to each other. Until they come into contact, the dome-shaped portion 18 is mainly deformed in nature. Therefore, a larger pressing stroke and a larger pressing force can be ensured than when the pedestal portion 16 does not exist, whereby a good click feeling can be obtained.
  • the key switch 100 is pushed down in the direction of the substrate 6 as shown in FIG. 2, and when the depression is released, the space surrounded by the substrate 6 and the diaphragm for key switch 102 is released.
  • a through hole 20 is provided in the cover film 10 near the periphery of the key switch diaphragm 102.
  • a diaphragm for a key switch having a projection 102 in the center thereof, a diaphragm for a key switch 102 and a diaphragm for a key switch. It is conceivable to construct a key switch such as a key switch 200 or a key switch 300 by using 102 C.
  • FIG. 3A is a diagram showing a cross section of a second conventional key switch 200.
  • the key switch diaphragm 102A of the key switch 200 has a projection 102B protruding to the concave side substantially at the center.
  • the contact 104 A and the wiring pattern 4 of the substrate 6 come into contact with each other and are electrically connected.
  • FIG. 3B is a diagram showing a cross section of a third conventional key switch 300.
  • the key switch diaphragm 102C of the key switch 300 has a plurality (three in this example) of protrusions 102B protruding to the concave side substantially at the center.
  • the key switch 300 is pressed down, at least one of the contacts 104 A and the wiring pattern of the board 6 PC orchid 003/011651
  • the area of the contact 104 A that contacts the wiring pattern 4 of the substrate 6 is smaller than the contact 104 of the key switch 100. Even if dust such as floss enters, the poor contact of the key switch 200 is less likely to occur than the key switch 100.
  • the key switch 300 has a plurality of contacts 104 A, and when the key switch 300 is depressed, at least one of the contacts 104 A contacts with the wiring pattern 4 of the substrate 6. If contact is made, contact failure of the key switch can be avoided, so that contact failure is less likely to occur than with the key switch 200.
  • the concave portion (substrate 6 Side; pedestal section 16 side), a projection 102B is formed, so that the contact 104A formed on the tip side of the projection 102B and the wiring pattern 4 of the substrate 6
  • key switch 200 key switch 300 is not pressed down as shown in Fig. 3 (A) and Fig. 3 (B)
  • the stroke of pressing down is smaller than that of the key switch 100, and a good click feeling may be lost.
  • the key switch diaphragm 102 of key switch 200 and the key switch diaphragm 102 of key switch 300 are formed by pressing, for example, by pressing so that the height of the pedestal portion 16 is increased. Then, the key switch diaphragm 102 A and the key switch diaphragm 102 C must be largely plastically deformed, particularly at the pedestal 16, and this large plastic deformation causes the diaphragm 10 10 for each key switch to be deformed. Large residual stress occurs at 2 A and 102 C.
  • the diaphragm for key switch 102C has a plurality of protrusions 102B, contact failure is less likely to occur than the key switch 200, but the key switch 3
  • the key switch 3 When 0 0 is depressed, when one of the contacts 104A of the key switch diaphragm 102C contacts the wiring pattern 4 on the board 6, the above one contact becomes the key switch.
  • Eccentricity with respect to the diaphragm for key switch 102 C the stress unevenly distributed on the diaphragm for key switch 102 C may occur, and the durability may be further deteriorated as compared with the key switch 200.
  • FIG. 3C is a sectional view of a fourth conventional key switch 400.
  • the diaphragm for key switch 102D of the key switch 400 has a through hole 102E instead of the projection 102B at almost the center.
  • the edge of the outer periphery of the through hole 102 E on the substrate 6 side forms a contact 104 B, and the contact 104 B forms the wiring pattern 4 of the substrate 6.
  • the edge of the through-hole 102E at the substantially central portion of the key switch diaphragm 102D forms the contact 104B, so the key switch 400 is pushed down.
  • the contact 104B can easily come into contact with the spring pattern 4 of the substrate 6, and poor contact can be avoided.
  • the depression stroke can be secured without increasing the height of the pedestal portion 16, and a good click feeling can be obtained. Can be.
  • the key switch diaphragm 102 D When the key switch 400 is pressed down, the key switch diaphragm 102 D is elastically deformed, and stress concentrates on the outer peripheral edge of the through hole 102 E. Cracks may be generated from the outer peripheral edge toward the outer periphery of the key switch diaphragm 102D, and the durability of the key switch 400 may be degraded.
  • the adhesive portion of the cover film 10 is transferred to the wiring pattern 4 of the substrate 6 due to the presence of the through hole 102 E, whereby the key switch is There is a problem that a contact failure of 400 may occur.
  • a key switch 100 constituted by using the key switch diaphragm 102 is a pressing member (actuator) for pressing the key switch diaphragm 102.
  • the actuator AC 1 is formed integrally with, for example, a sheet-like elastic supporting member (for example, a silicon rubber sheet) (not shown) disposed on the front surface of the key switch 100. Along with one sheet, it is laminated on the key switch substrate 6 and the key switch diaphragm 102, and is installed on the key switch 100. At the time of this installation, the center of the key switch diaphragm 102 is In some cases, the center CL 1 2 of the actuator AC 1 is shifted from the CL 10 by ⁇ L 3.
  • the conventional key switch 100 using the key switch diaphragm 102 has a click rate (click feeling), which will be described in detail later, almost in proportion to the displacement amount.
  • One of the indicators for objectively indicating pass / fail by numerical values) decreases. In other words, there is a problem that a good click feeling is impaired by the shift amount.
  • the above-mentioned problem caused by the displacement of the actuator is a problem that also occurs in the other key switches 200, 300, and 400.
  • a diaphragm for a key switch is a first plate panel portion having conductivity, the base portion of which the first plate panel portion is fixed in position with respect to a reference plane.
  • a second panel panel portion having conductivity, and having a conductivity, and being formed at a central portion of the plate portion so as to protrude in a direction away from the reference surface, and When an external force is applied to the second panel panel in a direction toward the reference surface, at least a peripheral portion of the central portion comes into contact with the reference surface.
  • a diaphragm for a key switch further includes at least one protruding portion formed on the second panel panel portion so as to protrude toward the reference surface.
  • a feature is that at least the protrusion contacts the reference surface.
  • a diaphragm for a key switch is mounted on a first technical side, and further protrudes from the second panel panel portion in a direction away from the reference plane.
  • a third panel panel part having conductivity and being formed, and when an external force is applied to the third panel panel part in a direction toward the reference plane, at least the periphery of the third panel panel part An edge contacts the reference surface.
  • a diaphragm for a key switch is provided with an opening formed in the second panel panel portion, wherein the diaphragm is provided on the first technical side.
  • the protrusion in the diaphragm for key switch, in addition to the second technical aspect, has three protrusions, and each of the protrusions is 2 is characterized by being arranged at equal intervals on the circumference of a circle centered on the center of the panel panel.
  • FIG. 1A is a diagram showing a schematic configuration of a first conventional key switch
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line IB in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the first conventional key switch is pressed.
  • FIG. 3A is a diagram showing a schematic configuration of a second conventional key switch
  • FIG. 3B is a diagram showing a schematic configuration of a third conventional key switch
  • FIG. 3C is a diagram showing a fourth conventional key switch
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional key switch.
  • FIG. 4A is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm constituting the key switch according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view along IVB-IVB in FIG. 4A.
  • Fig. 5 (A) shows the key switch composed of the key switch diaphragm when pressed down
  • Fig. 5 (B) shows the contact surface pattern when the key switch shown in Fig. 5 (A) is pressed down.
  • FIG. 6A is a diagram showing a schematic configuration of a diaphragm for a key switch constituting a key switch according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a diagram when the key switch of FIG. 6B is depressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing a contact surface pattern of FIG.
  • FIG. 7 (A) is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm constituting a key switch according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 7 (B) is a key switch of FIG. 7 (A).
  • FIG. 9 is a diagram showing a contact surface pattern when the switch is pressed down.
  • FIG. 8A is a diagram showing a schematic configuration of a diaphragm for a key switch constituting a key switch according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view along IB-VIB of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the click rate.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the actuator displacement and the click rate of the key switch diaphragm, and the relationship between the actuator displacement and the displacement load of the key switch diaphragm.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm 30 constituting the key switch 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a plan view of the diaphragm 30 for the key switch
  • FIG. 4B is a view showing a cross section taken along the line IVB-IVB in FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state where the key switch 1 constituted by the key switch diaphragm 30 is pressed down.
  • the display of the substrate 6, the cover film 10, and the wiring patterns 2 and 4 of the substrate 6 is omitted in order to facilitate the cornering.
  • the key switch diaphragm 30 is integrally formed by, for example, pressing a thin plate (for example, a thin metal plate) having flexibility and conductivity.
  • the diaphragm for key switch 30 is formed at a substantially central portion of the spherical dome-shaped portion 18 by being squeezed up, so that an outwardly protruding portion protrudes upward (convex side) of the dome-shaped portion 18. It has 3 2. That is, the diaphragm 30 for the key switch is provided on the upper side of the pedestal portion 16 having a truncated cone shape, and has a spherical shape protruding in a direction away from the reference plane PL defined by the conductor pattern 2 (negative Z-axis direction).
  • a dome-shaped portion 18 is provided, and an inner surface side (concave side) of the dome-shaped portion 18 is set to a contact point 34 at a substantially central portion of the dome-shaped portion 18, and an outer surface side of the dome-shaped portion 18 is provided.
  • the diaphragm 30 for the key switch is made of a thin plate having flexibility and conductivity, and has a frustum-shaped pedestal part 16 and an upper part (constricted side) of the pedestal part. It has a spherical dome-shaped portion 18 protruding to the upper side, and a circular outer protruding portion protruding to the outer surface side (convex surface side; opposite to the pedestal portion side) of the dome-shaped portion 18.
  • 3 2 is provided almost at the center of the dome-shaped portion 18, and the inner side of the outwardly projecting portion 32 (the base 16 side; The peripheral edge (the boundary between the outwardly protruding portion 32 and the dome-shaped portion 18) of the concave portion 18 forms the contact point 34.
  • the outwardly protruding portion 32 is formed on the upper side of the cylindrical truncated cone-shaped pedestal portion 32 A (the narrowed side of the pedestal portion 32 A), and has a spherical dome shape projecting upward. And a projection protruding from the inner surface side (concave side) of the dome-shaped portion 32B at a substantially central portion of the dome-shaped portion 32B, and a tip portion constituting a contact 38. (Inwardly protruding part) 36 is provided.
  • the contact 38 is formed by protruding toward the inner surface side of the outer protruding portion 32 (pedestal portion 16 side; concave side of the dome-shaped portion 18).
  • a projection 36 is provided.
  • the positive direction means a direction approaching the substrate 6 or the reference plane PL.
  • the diaphragm 30 for the key switch undergoes elastic deformation (the dome-shaped part 18 and the dome-shaped part 3 2B of the diaphragm 30 for the key switch are deformed).
  • the contact 3 4 and the contact 3 8 of the key switch diaphragm 30 come into contact with the wiring pattern 4 of the substrate 6.
  • the contact portion is formed by an annular contact surface C 21 and a circular contact surface C 22 formed substantially at the center inside the contact surface. Is done.
  • the dome portion 18 and the pedestal portion 16 have two states: a stable state shown in FIG. 4A and a metastable state shown in FIG. 5A, which is stabilized by applying an external force (positive Z-axis direction). It functions as a first panel panel provided with a trigger mechanism.
  • the upper protruding portion 32 functions as a second panel panel portion.
  • the peripheral portion 34 functions as a connecting portion connecting the two panel panels. Therefore, the diaphragm 30 for the key switch of the present embodiment is connected to the first panel panels 18, 16 and 18 having the base portion 16 and the plate portion 18 via the connecting portion 34. It is provided with a second leaf spring portion 32 to be connected.
  • the outer edge 17 of the plate 18 is fixed in position with respect to the reference plane PL by the base 16.
  • the diaphragm for the key switch according to the present invention is not limited to a concentric dish panel as shown in FIG.4A for the first panel panel portion and the second plate panel portion, but is an elliptical dish panel.
  • the cross section may be a plate spring as shown in FIGS. 4B and 5 (A). That is, in the present invention, both ends (outer edges) 17 and 17 of the plate portion 18 are fixed in position with respect to the reference plane PL by the base portions 16 and 16, and the second plate spring portion 32 is rotated around the periphery. It has a cross section that is fixed to the first leaf spring portions 18, 18 by the edges 3 4, 3 4 Applied to the diaphragm.
  • the contact pattern C 21 of the peripheral portion 34 is not annular but separates into two positions substantially symmetrical with respect to the contact pattern C 22. Exists.
  • the contact 38 of the diaphragm 30 for the key switch is at the same level force as the contact 34 slightly higher than the contact 34, that is, the distance between the base and the standing PL is the contact 3 4 Or is located slightly away from the contact point 34 with respect to the PL. Therefore, when the key switch 1 is pressed, the dome-shaped portion 18 as the first leaf spring and the dome-shaped portion 32B as the second panel are appropriately elastically deformed, and the contact 3 4 And the contact 38 come into contact with the wiring pattern 4 (for example, almost simultaneously). As a result, it is possible to avoid a situation in which the click feeling when the key switch 1 is pressed suddenly changes during the pressing.
  • the wiring pattern 2 and the wiring pattern 4 of the board 6 are electrically connected to each other via the diaphragm 30 for the key switch.
  • the state shown in FIG. 5A becomes unstable, the pressed state is released, and the key switch diaphragm is released. 30 returns to the initial shape (stable state) before elastic deformation.
  • the contacts 34 and the contacts 38 of the key switch diaphragm 30 are separated from the wiring pattern 4 of the substrate 6, and the electrical connection between the wiring pattern 2 of the substrate 6 and the wiring pattern 4 is cut off.
  • the dome shape is formed.
  • the peripheral edge connecting the 518 and the upward projecting portion 32 forms the ring-shaped contact 3 4 surrounding the contact 38.
  • the wedge-shaped contacts 34 contact the wiring pattern 4.
  • the contact 3 4 and the wiring pattern 4 can be kept in contact. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of poor contact when the key switch 1 is pressed.
  • the outer diameter of the outwardly protruding portion 32 be not less than 20% of the outer diameter of the diaphragm 30 and not more than 2.5 mm.
  • the wedge 34 functions as an electrical contact, and stress distribution around the periphery of the outwardly protruding portion 32 is efficiently performed, thereby improving durability.
  • the contact 3 8 contacts the wiring pattern 4 together with the contact 3 4, so the key switch When the switch 1 is pressed, the occurrence of poor contact can be further avoided.
  • the protrusion 36 provided at the approximate center of the outwardly protruding portion 32 becomes the wiring pattern 4.
  • the spherical dome-shaped portion 32B of the outwardly protruding portion 32 as the second panel panel is not further deformed. As a result, it is possible to prevent the dome-shaped portion 32B from receiving an unnecessary stress, and it is possible to improve the durability of the key switch diaphragm 30.
  • an outwardly protruding portion 32 provided substantially at the center of the dome portion 18 of the key switch diaphragm 30 is provided outside the dome portion 18, that is, with respect to the dome portion 18. Projects in the direction away from wiring pattern 4 (Z-axis negative direction). Therefore, even if the height of the pedestal 16 is not increased, the stroke when the key switch 1 is depressed can be secured as large as the conventional key switch 100. The feeling of feeling can be ensured, and the height of the pedestal portion 16 does not need to be increased, so that when the diaphragm 30 for key switch is press-formed, the residual stress generated in the diaphragm 30 for key switch can be suppressed low. Thus, the durability of the diaphragm 30 for the key switch can be improved.
  • the key switch 1 has a dome-shaped portion 18 which is a first leaf spring provided with a through hole in the center, and a protruding portion 3 2 which is a second leaf spring. And a peripheral portion 34. Therefore, the stress concentration at the periphery of the hole does not occur, and the durability of the key switch 1 is improved.
  • the protrusion 36 provided substantially at the center of the dome-shaped portion 32B may be deleted.
  • the cover film 10 Since the protruding portion 32 protrudes in the direction away from the wiring pattern 4 with respect to the dome-shaped portion 18 (the negative direction of the Z axis), the cover film 10 is elastically deformed at this portion to increase the tension and increase the protruding portion. Since the pressure on 32 also increases, it is possible to increase the force for holding the key switch 1 of the cover film 10 by adhesion.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm 40 constituting a key switch according to a second embodiment of the present invention.
  • the key switch diaphragm 40 is provided with a dome-shaped portion 3 of the outwardly protruding portion 32 instead of the projection 36 of the first embodiment substantially at the center of the dome-shaped portion 32B of the outwardly protruding portion 32.
  • An outer protruding portion 42 is provided substantially at the center of 2B, and the other points are substantially the same as the key switch diaphragm 30.
  • the diaphragm 40 for the key switch is provided with a contact 44 on the inner peripheral side (concave side) of the dome-shaped portion 32B at the approximate center of the dome-shaped portion 32B of the outwardly protruding portion 32.
  • the dome-shaped portion 32B is provided with an outwardly projecting portion 42 protruding on the outer surface side (convex side) of the dome-shaped portion 32B so as to be separated from the reference plane PL.
  • the outwardly protruding portion 42 is formed on the upper side of the cylindrical truncated cone-shaped pedestal portion 42A (the narrowed side of the pedestal portion 42A), and has a spherical dome shape projecting upward. Part 4 2 B is provided. Therefore, the outwardly protruding portion 42 functions as a third leaf spring portion formed on the upper protruding portion 32 as the second panel panel portion.
  • An outer protruding portion 42 is provided in which a peripheral portion (a boundary portion with the outer protruding portion 32) on the surface side (the pedestal portion 16 side) is an annular contact point 44.
  • the key switch diaphragm 40 When the center of the key switch constituted by the key switch diaphragm 40 is pressed, the key switch diaphragm 40 is elastically deformed, and the contacts 3 4 and the contacts 4 4 of the key switch diaphragm 40 are connected to the substrate 6.
  • Contact wiring pattern 4. As shown in FIG. 6 (B), the contacted portion is formed by an annular contact surface C 31 and an annular contact surface C 32 formed substantially at the center inside the contact surface. . Due to the contact, the wiring pattern 2 of the substrate 6 and the wiring pattern 4 are electrically connected to each other via the diaphragm 40 for the key switch.
  • the key switch 1 operates substantially in the same manner as the key switch 1 according to the first embodiment, and has substantially the same effect.
  • the contacts 44 are formed in an edge shape, so that even if dust enters the space surrounded by the substrate 6 and the key switch diaphragm 40, even if the dust enters the space.
  • the contact 4 4 also makes contact with the wiring pattern 4 ⁇ so that contact failure when the key switch is pressed can be further avoided.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm 50 constituting a key switch according to a third embodiment of the present invention.
  • the key switch diaphragm 5 ⁇ is different from the first embodiment in that a through hole 52 is provided in the center of the dome-shaped portion 32B of the outwardly projecting portion 32 instead of the projection 36.
  • the key switch diaphragm 30 is different from the key switch diaphragm 30 in other respects, and is otherwise substantially the same as the key switch diaphragm 30.
  • a through hole 52 is provided at a substantially central portion of the outwardly projecting portion 32, and a contact 58 is formed on the inner peripheral side (pedestal 16 side) of the through hole 52. Is formed.
  • the key switch diaphragm 50 When the central portion of the key switch constituted by the key switch diaphragm 50 is pressed, the key switch diaphragm 50 is elastically deformed, and the contacts 34 of the key switch diaphragm 50 and the inner surface of the through hole 52 are formed.
  • the contact 58 formed on the peripheral edge of the side comes into contact with the wiring pattern 4 of the substrate 6.
  • the contacted portion is formed by an annular contact surface C 41 and an annular contact surface C 42 formed substantially at the center inside the contact surface. .
  • the key switch 1 According to the key switch composed of the key switch diaphragm 50, the key switch 1 according to the first embodiment operates substantially in the same manner as the key switch 1 and has substantially the same effect.
  • the contact 58 is formed in an edge shape, so that even if dust enters the space surrounded by the substrate 6 and the key switch diaphragm 50, In addition to the contacts 3 4, the contacts 58 can easily contact the wiring pattern 4, and a contact failure when the key switch is pressed can be further avoided.
  • the key switch used there is no protrusion on the outer side (the side away from the substrate 6) of the dome-shaped portion 32B of the outer protrusion 32, so that the key switch diaphragm 30 and the key switch diaphragm are not provided.
  • the height of 50 is lower than that of the key switch diaphragm 40, and the size of the key switch can be reduced by holding down the height of the key switch.
  • the key switch 50 is common in that a through hole is provided in the center portion in comparison with the conventional key switch 400, but the through hole (opening) 52 of the key switch 50 is the first key switch 50. It is formed on a second panel 32, which is a panel element independent of the plate spring 18. Therefore, the contact pattern of the key switch 50 is composed of two annular patterns C 41 and C 42 as shown in FIG. 7B, and the stress is appropriately dispersed. But Therefore, stress concentration occurring at the periphery of the opening 52 does not occur, so that the durability of the key is improved.
  • Fourth embodiment is common in that a through hole is provided in the center portion in comparison with the conventional key switch 400, but the through hole (opening) 52 of the key switch 50 is the first key switch 50. It is formed on a second panel 32, which is a panel element independent of the plate spring 18. Therefore, the contact pattern of the key switch 50 is composed of two annular patterns C 41 and C 42 as shown in FIG. 7B, and the stress is appropriately dispersed. But Therefore, stress concentration occurring
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a key switch diaphragm 60 constituting a key switch according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 8A is a plan view of the key switch diaphragm 60
  • FIG. 8B is a view showing a cross section taken along line 1IB-B of FIG. 8A.
  • the key switch diaphragm 60 is provided with a plurality of (for example, three) projections 36 on the dome-shaped portion 32 B of the outward protrusion 32, for example, the key switch diaphragm 60 or the outward protrusion 3. 2 is different from the key switch diaphragm 30 according to the first embodiment in that it is provided avoiding the center CL 2 and the vicinity thereof, and the other points are configured in substantially the same manner as the key switch diaphragm 30. ing.
  • the diaphragm 60 for the key switch protrudes in the direction toward the reference plane PL on the inner surface side (the pedestal portion 16 side) of the outward protruding portion 32 as the second leaf spring portion to form the contact 38. It has a plurality of protrusions 36 to be formed. Each projection 36 is arranged on the circumference of a circle CL3 centered on the center CL2 of the diaphragm 60 for the key switch. Further, in the present embodiment, the number of the projections 36 is three, and these projections 36 are arranged at equally distributed positions on the circumference.
  • the key switch diaphragm of the present embodiment the following effects are obtained in addition to the features already described in the first to third embodiments.
  • FIGS. 8A and 8B by forming a plurality of protrusions 36 on the outward protrusion 32, the deformation stress of the dome-shaped portion 32B of the outward protrusion 32 increases, and When an external force from the upper surface acts on the switch diaphragm 60, the surface of the dome-shaped portion 32B is hardly deformed and the dome upper portion 18 is operated by deformation. That is, as shown in FIG. 8B, it is assumed that an external force acts on the key switch diaphragm 60 at a position displaced by ALl.
  • the key switch is provided with a substrate (not shown) in which the key switch diaphragm 60 is disposed on one surface in contact with the peripheral portion (contact point 12) of the key switch diaphragm 60.
  • the key switch diaphragm 60 is movably fixed in the direction crossing the reference plane PL (for example, the Z direction perpendicular to the key switch), and an external force is applied to the key switch diaphragm 60 in the direction toward the reference plane PL.
  • Pressing member (actuator) AC 1 is provided.
  • the pressing member A C1 presses the key switch diaphragm 60 via a supporting member (not shown) such as a sheet-like elastic member provided on the front surface of the key switch. More specifically, one end of the pressing member A C 1
  • a flat contact portion A C3 is provided at the end facing 60), and the contact portion A C3 moves.
  • the contact portion A C3 comes into contact with the diaphragm 60 and applies an external force in a direction toward the reference plane PL (positive Z-axis direction).
  • the outwardly protruding portions 32 of the key switch diaphragm 60 are separated from the substrate by the contacts 34 of the key switch diaphragm 60, and the key switch diaphragm 60 maintains a stable state. I'll do it.
  • first electrical wiring first conductive pattern
  • second electrical wiring second conductive pattern
  • the pressing member AC1 presses the keyswitch diaphragm 60 to contact the central contact point of the keyswitch diaphragm 60.
  • the contact 38 comes into contact with the first electric wiring of the substrate, the first electric wiring and the second electric wiring are electrically connected to each other via the key switch diaphragm 60.
  • the center of the actuator AC 1 is shifted from the center of the key switch diaphragm 60 by 1 as shown in FIG. 8B.
  • the outwardly projecting portion 32 is a panel element (second paneling portion) independent of the dome-shaped portion 18 and the like, which are the first panel panel portion, the outwardly projecting portion 32 is formed.
  • Fig. 9 is a diagram for explaining the click rate.
  • Fig. 10 is the relationship between the displacement of the actuator and the click rate of the key switch diaphragm, the displacement of the actuator and the displacement load value of the key switch diaphragm.
  • the click rate is one of the indicators for objectively indicating the quality of the click feeling numerically.
  • the horizontal axis in FIG. 9 shows the displacement (stroke) in the moving direction (the Z-axis direction in FIG. 8B) when the diaphragm for the key switch is pressed, and becomes larger as the diaphragm for the key switch approaches the reference plane PL.
  • the vertical axis in FIG. 9 shows the load when the key switch diaphragm is pressed.
  • the diaphragm for key switch when the diaphragm for key switch starts to be pushed from the normal state (the state in which no external force is applied to the diaphragm), the load gradually increases from “0” force and eventually reaches the maximum value P 1. If the pressing is continued further, the load becomes the minimum value in the stroke amount S3, and then increases.
  • the diaphragm for the key switch constitutes a contact structure using a toggle mechanism.
  • the contact point at the center of the key switch diaphragm is located on the reference plane PL when the stroke amount S 2 is reached before reaching the stroke amount S 3. In contact with the conductor (first electrical wiring).
  • the load at this time is referred to as load P2.
  • the horizontal axis in FIG. 10 indicates the displacement L 1 in FIG. 8B, and the vertical axis in FIG. 10 indicates the maximum value load P 1 and the taric rate in FIG. 9, respectively.
  • the graph of G 1 shown in FIG. 10 shows the maximum load P 1 of the diaphragm 60 for the key switch, and the graph of G 3 shows the conventional diaphragm 10 2 C for the key switch (see FIG. 3 (B)).
  • the maximum value load P1 of is shown.
  • the graph of G5 shown in FIG. 10 shows the click rate of the diaphragm 60 for the key switch
  • the graph of G7 shows the click rate of the diaphragm 102C for the conventional key switch. As shown in Fig.
  • the click rate is a substantially constant value (approximately 40%) regardless of the displacement of the center CL 2 of the key switch diaphragm 60 and the center CL 4 of the actuator AC 1 for the key switch diaphragm 60.
  • the displacement amount gradually decreases as the displacement amount between the center of the key switch diaphragm and the center of the actuator increases.
  • the click rate has dropped to near “0”.
  • the outer diameter d 4 of the key switch diaphragm 60 shown in FIG. 8B is 5 mm
  • the outer diameter d 2 of the outwardly protruding portion 32 is 2 mm
  • the 102C outer diameter is also 5 mm.
  • the outer diameter of the actuator AC 1 is 2 mm.
  • each key switch diaphragm is used to compose a key switch, and when the key switch is pressed and stopped, and the key switch is repeatedly turned on and off, the key switch diaphragm and the key switch diaphragm are placed.
  • the volume and pressure in the space surrounded by the substrate and the air pressure change, and fine dust along with air enters the surrounded space from a slight gap between the substrate and the outer edge of the key switch diaphragm. May come.
  • the fine dust that has entered as described above is the air that enters the space surrounded by the small gap formed almost uniformly along the entire outer periphery of the key switch diaphragm. Interference at the center of the key switch diaphragm tends to converge and accumulate at the center of the key switch diaphragm.
  • the key switch is constituted by a diaphragm 60 for the key switch. According to this, since the projections 36 constituting the respective contacts 38 on the inner surface side of the outwardly protruding portion 32 are arranged on the circumference of a circle centered on the center of the key switch diaphragm 60. In other words, since the contact 38 is not formed at the center of the diaphragm 60 for the key switch, fine dust that tends to converge and accumulate at the center of the diaphragm 60 for the key switch is strong. In addition, the occurrence of poor contact due to repeated use of the key switch can be minimized.
  • each of the projections 36 constituting each contact 38 on the inner surface side of the outwardly protruding portion 32 is formed by the key switch diaphragm 60 or the outside.
  • the protrusions 32 are arranged at three equally spaced positions on the circumference of the circle CL 3 about the center CL 2 of the center CL 2. That is, when the key switch diaphragm 60 is pressed, each projection is defined so that a contact 38 at the tip of each projection 36 and a peripheral contact 34 of the outward projection 32 define one plane.
  • the key switch diaphragm is not at a right angle to the surface of the substrate on which the key switch diaphragm is mounted (reference plane PL) but at an angle slightly deviated from the right angle (Z axis). Even if the diaphragm is pressed, any one of the contacts of the diaphragm for the key switch can easily contact the conductor located on the reference plane.
  • the number of protrusions constituting the contact on the inner surface side of the outwardly protruding portion 32 may be four or more, but if the number of protrusions is four or more, the configuration of the diaphragm for the key switch becomes complicated. . Then, the internal stress of the diaphragm for the key switch may be increased. Therefore, by setting the number of protrusions constituting the contacts to three, it is possible to simplify the configuration of the diaphragm for the key switch and to avoid the contact failure of the key switch using the diaphragm for the key switch as much as possible. it can.
  • the life characteristics of the diaphragm for a key switch according to the present invention are improved because the contact portion 34 with the reference plane PL is provided by further providing a second plate panel portion at the center of the first plate spring portion.
  • the stress is appropriately distributed because it bears the stress at the multiple bent portions 17, 34, 35, etc. This is probably because the elasticity of the panel panel was maintained.
  • the reason why the life of the key switch diaphragm 60 having a projection is long is that when the same pressing stroke as that of the conventional key switch diaphragm 102C is obtained, the projection 36 is provided on the outward protruding portion 32.

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Abstract

良好なクリック感を得ることができると共に、接触不良の発生を回避でき、耐久性が高いキ−スイッチ用ダイヤフラムを提供する。可撓性と導電性とを具備する薄板よりなるキ−スイッチ用ダイヤフラム30において、円錐台形状の台座部16と、この台座部16の上部側でこの上部側に突出した球面状のド−ム状部18とを備えていると共に、ド−ム状部18の外面側に突出した外方突出部32をド−ム状部18のほぼ中央部に備え、外方突出部32の内面側の周縁部が接点34を形成している。

Description

明 細 書
キースィツチ用ダイヤフラムおよびキースィッチ 技術分野
本発明は、 円錐状の台座部とこの上部に球面上のドーム状部を備えたキースィッ チ （平面スィッチ） 用のダイヤフラム、 キースィッチに関する。
背景技術
図 1は、第 1の従来のキースィツチ 1 0 0の概略構成を示す図であり、図 1 Aは、 キースィッチ 1 0 0の平面図であり、 図 1 Bは、 図 1 Aにおける I B— I B断面を 示す図である。 図 2は、 キースィッチ 1 0 0を押した状態を示す図である。 たとえ ば携帯電話の押しボタンに使用されている従来のキースィツチ 1 0 0は、 環状の配 線パターン 2と配線パターン 2のほぼ中央部に配置され配線パターン 2とは離反し ている配線パターン 4とが設けられている基板 6と、 中央部が基板 6から離反する 方向に湾曲し、 基板 6に載置されているキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2と、 キ ースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2と基板 6とを覆っているカバーフィルム 1 0とに よって構成されている。 なお、 キースィッチ 1 0 0を携帯電話等の機器に使用する 場合、 一般的に、 1 0 0万回以上の押し下げに耐える耐久力が要求される。
また、 基板 6とキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2とに接触しているカバーフィ ルム 1 0の片側の面 （基板 6側の面） は粘着性を備えるので、 キースィッチ用ダイ ャフラム 1 0 2が、 基板 6の表面に沿う方向にずれない。
キースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2の周縁部は接点 1 2を形成し、 キースィッチ 用ダイヤフラム 1 0 2が基板 6上に載置された状態では、 接点 1 2と基板 6上に形 成された配線パターン 2とが互いに電気的に接触する。
図 2に示すように、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2の中央部を、 基板 6の方 向に押すと、キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2の中央部が基板 6の方向にへこみ、 中央部の凹側に設けられているキースィツチ用ダイヤフラム 1ひ 2の接点 1 0 4と 基板 6に形成された配線パターン 4とが互いに電気的に接続して、 配線パターン 2 と配線パターン 4とが互レヽに電気的に接続される。
ここで、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2は、 可撓性と導電性とを具備する、 たとえば金属性の薄板を加工して形成され、 また、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2は、 適宜の高さを具備する円錐台形状の台座部 （ペデスタル； p e d e s t a 1 ) 1 6の上部側 （台座部の窄まった側） に、 この上部側に突出した球面状のドー ム状咅 β ΐ 8を備える。
そして、 キースィッチ 1 0 0を押した:^、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 の台座部 1 6はほとんど変形せず、 接点 1 0 4と基板 6の配線パターン 4とが互 ヽ に電気的に接触するまで、 ドーム状部 1 8が主に弹性変形する。 したがって、 台座 部 1 6が存在しない よりも、 大きな押し下げストロークと大きな押し下げ力と を確保することができ、 これによつて良好なクリック感を得ることができる。
なお、 キースィッチ 1 0 0を、 図 2に示すように基板 6の方向に押し下げ、 また はこの押し下げを解除するときに、 基板 6とキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2と で囲繞されている空間の体積が変化して、 この空間の空気圧の変化を防止するため に、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2の周縁近傍においてカバーフィルム 1 0に 貫通孔 2 0が設けられている。 そして、 貫通孔 2 0を空気が通過することにより、 押し下げまたは押し下げ解除したときにおける空間内の空気圧をほぼ一定に保つて いる。 発明の開示
し力 し、 キースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2と基板 6とで囲繞された空間に、 た とえばガラスフロスなどの粉塵が侵入した場合、 このガラスフロスによって、 キー スィツチ 1 0 0を押し下げても、 基板 6の酉 泉パターン 4とキースィツチ用ダイヤ フラム 1 0 2の接点 1 0 4とが互いに接触できず、 キースィッチ 1 0 0の接触不良 によるスィツチング機能障害が発生する場合があるという問題がある。
そこで、 上記問題を回避するために、 図 3 (Α) , 図 3 (Β ) に示すように、 中央 部に突起 1 0 2 Βを備えたキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Αやキースィッチ用 ダイヤフラム 1 0 2 Cを用いて、 キースィツチ 2 0 0やキースィツチ 3 0 0のよう なキースィッチを構成することが考えられる。
図 3 (A) は、 第 2の従来のキースィッチ 2 0 0の断面を示す図である。 キース イッチ 2 0 0のキースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Aは、 ほぼ中央部に、 凹側に突 出している突起 1 0 2 Bを具備している。 キースィツチ 2 0 0を押し下げた場合、 接点 1 0 4 Aと基板 6の配線パターン 4とが互いに接触し電気的に接続する。
図 3 (B ) は、 第 3の従来のキースィッチ 3 0 0の断面を示す図である。 キース ィツチ 3 0 0のキースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cは、 ほぼ中央部に、 凹側に突 出している突起 1 0 2 Bを複数 （本例では 3つ） 具備している。 キースィッチ 3 0 0を押し下げた場合、 各接点 1 0 4 Aのうちの少なくとも 1つと基板 6の配線パタ PC蘭 003/011651
3 ーン 4とが互いに接触し電気的に接続する。
キースィツチ 2 0 0ではこれを押し下げた場合、 基板 6の配線パターン 4と接触 する接点 1 0 4 Aの面積が、 キースィッチ 1 0 0の接点 1 0 4よりも小さいので、 囲繞された空間にガラスフロス等の粉塵が侵入しても、 キースィツチ 2 0 0の接触 不良は、 キースィッチ 1 0 0よりも発生しにくい。
また、 キースィツチ 3 0 0では、 接点 1 0 4 Aを複数備えており、 キースィツチ 3 0 0を押し下げた場合、 各接点 1 0 4 Aのうちの少なくとも 1つの接点が、 基板 6の配線パターン 4と接触すれば、 キースィッチの接触不良を回避できるので、 キ 一スィッチ 2 0 0よりも、 一層接触不良が発生しにくレヽ。
ところが、 上記囲繞された空間に侵入した粉塵がガラスフロスやその他の繊維で ある場合には、 突起 1 0 2 Bによって、 粉塵が押しのけられるので、 キースィッチ 2 0 0やキースィツチ 3 0 0を押し下げた場合の接触不良が回避されやすいが、 粉 塵がたとえば接着剤飛沫や樹脂飛沫などのような付着しやすい物質で構成され、 キ ースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 A、 1 0 2 Cの接点 1 0 4 Aに付着している場合 には、 接触不良が発生しやすいという問題がある。
さらに、 キースィッチ 2 0◦のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Aやキースィ ツチ 3 0 0のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cでは、 このほぼ中央部 （押し下 げられる部分） の凹側 （基板 6側；台座部 1 6側） に、 突起 1 0 2 Bが形成されて いるので、 突起 1 0 2 Bの先端側に形成されている接点 1 0 4 Aと、 基板 6の配線 パターン 4との間の距離が、 非操作時 （キースィツチ 2 0 0、 キースィツチ 3 0 0 力 図 3 (A) や図 3 (B) に示すように押し下げられていない状態） において、 キースィッチ 1 0 0よりも小さくなる。 したがって、 キースィッチ 2 0 0やキース イッチ 3 0 0では、押し下げのストロークがキースィツチ 1 0 0よりも小さくなり、 良好なクリック感が失われるおそれがある。
そこで、 上記押し下げのストロークを確保するために、 台座部 1 6の高さを高く することが考えられる。 し力 し、 台座部 1 6の高さが高くなるように、 キースイツ チ 2 0 0のキースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Aやキースィツチ 3 0 0のキースィ ツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cを、 たとえばプレスによって成型すると、 キースイツ チ用ダイヤフラム 1 0 2 Aやキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cが、 特に台座部 1 6のところで、 大きく塑性変形しなければならず、 この大きな塑性変形により、 各キースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 A、 1 0 2 Cに大きな残留応力が発生する。 そして、 これらのキースィッチ 2 0 0やキースィッチ 3 0 0を押し下げ、 この押し 下げを解除する動作を繰り返す度に、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Aやキー スィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 C力 S弾性変形し、 この弾性変形による繰り返し応力 が上記残留応力に加えられて大きな応力が発生し、 キースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Aやキースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cが疲労破壌しやすくなり、 耐久性が 悪ィ匕するという問題がある。
また、 キースィッチ 3 0 0の場合には、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cが 突起 1 0 2 Bを複数備えているので、 キースィツチ 2 0 0よりも接触不良が発生し にくいが、 キースィッチ 3 0 0を押し下げたときに、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cの各接点 1 0 4 Aのうち 1つの接点が、 基板 6の配線パターン 4に接触す ると、 上記 1つの接点は、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cに対して偏心して いるので、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cに偏在した応力が発生し、 耐久性 がキースィツチ 2 0 0よりもさらに悪化する場合がある。
図 3 (C) は、 第 4の従来のキースィッチ 4 0 0の断面図である。 キースイツ チ 4 0 0のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Dは、 ほぼ中央部に、 突起 1 0 2 B の代わりに貫通孔 1 0 2 Eが設けられている。
キースィツチ 4 0 0を押し下げた場合、 貫通孔 1 0 2 Eの外周縁の基板 6側のェ ッジ部が接点 1 0 4 Bを形成し、 この接点 1 0 4 Bが基板 6の配線パターン 4とが 互いに接触し電気的に接続する。 キースィッチ 4 0 0では、 キースィッチ用ダイヤ フラム 1 0 2 Dのほぼ中央部の貫通孔 1 0 2 Eのエツジが接点 1 0 4 Bを形成して いるので、 キースィッチ 4 0 0を押し下げた場合、 上記囲繞された空間に粉塵が存 在しても、 接点 1 0 4 Bが基板 6の酉 泉パターン 4に接触しやすく、 接触不良を回 避することができる。 また、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Dの凹側に突起が 存在しないため、 台座部 1 6の高さを高くしなくても、 押し下げストロークを確保 することができ、 良好なクリック感を得ることができる。
し力 し、 キースィッチ 4 0 0を押し下げたときに、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Dが弾性変形し、 貫通孔 1 0 2 Eの外周縁に応力集中が発生し、 貫通孔 1 0 2 E外周縁からキースィツチ用ダイヤフラム 1 0 2 Dの外周に向かってクラックが 発生する場合があり、 キースィツチ 4 0 0の耐久性が悪化する場合があるという問 題がある。
また、 キースィッチ 4 0 0を押し下げたときに、 貫通孔 1 0 2 Eが存在するため に、 カバーフィルム 1 0の粘着部が基板 6の配線パターン 4に転写され、 これによ つて、 キースィッチ 4 0 0の接触不良が発生する場合があるという問題がある。 なお、 貫通孔 1 0 2 Eに対応する部分において、 粘着性が無いカバーフィルムを 使用することが考えられるが、 このような力パーフィルムを製作することは煩雑で あり、 また、 上記粘着性が無レ、部分と貫通孔 1◦ 2 Eとの位置を合致させて、 キー スィツチを組み立てることは困難である。
さらに、 また、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2を用いて構成されたキースィ ツチ 1 0 0は、 図 1 Bに示すように、 キースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2を押圧す るための押圧部材（ァクチユエータ） A C 1を備え、このァクチユエータ A C 1は、 たとえば、 キースィッチ 1 0 0のおもて面に配置される図示しないシート状の弾性 支持部材 （たとえばシリコンラバーシート） と一体化して形成され、 シリコンラバ 一シートと共に、 キースィッチの基板 6とキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2とに 積層されて、 キースィッチ 1 0 0に設置されのであるが、 この設置のときに、 キー スィツチ用ダイヤフラム 1 0 2の中心 C L 1 0に対して、 ァクチユエータ A C 1の 中心 C L 1 2が Δ L 3だけずれて設置される場合がある。
このようにァクチユエータ A C 1がずれて設置されると、 従来のキースィツチ用 ダイヤフラム 1 0 2を用いたキースィツチ 1 0 0では、上記ずれ量にほぼ比例して、 後に詳しく説明するクリック率 （クリック感の良否を数値で客観的に示すための指 標の 1つ） が低下する。 すなわち、 ずれ量によって良好なクリック感が損なわれる という問題がある。 なお、 ァクチユエータのずれによって発生する上記問題は、 他 の各キースィッチ 2 0 0、 3 0 0、 4 0 0においても発生する問題である。
本発明は、 上記問題点に鑑みてなされたものであり、 本発明によれば、 押した場 合に良好なクリック感を得ることができると共に、 接触不良の発生を回避でき、 耐 久十生が高いキースィッチ用ダイヤフラム、 キースィツチを提供することができる。 本発明の第 1の技術的側面によれば、 キースイツチ用ダイャフラムは、 導電性を 有する第 1の板パネ部であって、 前記第 1の板パネ部が基準面に対して位置固定さ れる基部と前記基準面から離れる凸形状を有する板部とを備えるものと、 導電性を 有し、 前記板部の中央部に前記基準面から離れる方向に突出して形成される第 2の 板パネ部とを具備し、 前記第 2の板パネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付カロ されると、 少なくとも前記中央部の周縁部が前記基準面に接触することを特徴とす る。
本発明の第 2の技術的側面によれば、 キースィッチ用ダイヤフラムは、 さらに、 前記第 2の板パネ部に前記基準面に向かって突出形成される少なくとも 1つの突出 部を具備し、前記第 2の板パネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 1
6 少なくとも前記突出部が前記基準面に接触することを特徴とする。
本発明の第 3の技術的側面によれば、 キースィッチ用ダイヤフラムは、 第 1の技 術的側面にカ卩えて、 さらに、 前記第 2の板パネ部に前記基準面から離れる方向に突 出して形成され、 導電性を有する第 3の板パネ部を具備し、 前記第 3板パネ部に前 記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくとも前記第 3の板パネ部の周 縁部が前記基準面に接触することを特徴とする。
本発明の第 4の技術的側面によれば、 キースィッチ用ダイヤフラムは、 第 1の技 術的側面にカロえて、 さらに、 前記第 2の板パネ部に形成される開口部を具備し、 前 記第 2の板パネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくとも前 記開口部の周縁部が前記基準面に接触することを特徴とする。
本発明の第 5の技術的側面によれば、 キースィッチ用ダイヤフラムは、 第 2の技 術的側面に加えて、 前記突出部は 3個の突起部を有し、 各前記突起部は前記第 2の 板パネ部の中心部に中心をもつ円の円周上で等間隔に配置されることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1 Aは、 第 1の従来のキースィッチの概略構成を示す図、 図 1 Bは図 1 Aの I B— Γ Βに沿った断面図である。
図 2は、 第 1の従来キースィツチを押した状態を示す図である。
図 3 (A) は第 2の従来のキースィッチの概略構成を示す図、 図 3 (B ) は第 3 の従来のキースィッチの概略構成を示す図、 図 3 (C) は、 第 4の従来のキースィ ツチの概略構成を示す図である。
図 4 Aは、 本発明の第 1の実施の形態に係るキースィツチを構成するキースィッ チ用ダイャフラムの概略構成を示す図、 図 4 Bは図 4 Aの IVB -IVBに沿った断面 図である。
図 5 (A) はキースィッチ用ダイヤフラムによって構成されたキースィッチを押 し下げた状態を示す図、 図 5 (B) は図 5 (A) のキースィッチを押し下げたとき の接触面パターンを示す図である。
図 6 (A) は本発明の第 2の実施の形態に係るキースィツチを構成するキースィ ツチ用ダイヤフラムの概略構成を示す図、 図 6 (B ) は図 6 (B ) のキースィッチ を押し下げたときの接触面パターンを示す図である。
図 7 (A) は、 本発明の第 3の実施の形態に係るキースィッチを構成するキース イッチ用ダイヤフラムの概略構成を示す図、 図 7 (B ) は図 7 (A) のキースイツ チを押し下げたときの接触面パターンを示す図である。
図 8 Aは、 本発明の第 4の実施の形態に係るキースィツチを構成するキースィッ チ用ダイヤフラムの概略構成を示す図、 図 8 Bは図 8 Aの IB -VIBに沿った断面 図である。
図 9は、 クリック率を説明する図である。
図 1 0は、 ァクチユエータ変位量とキースィツチ用ダイヤフラムのクリック率の 関係およびァクチユエータ変位量とキースィッチ用ダイヤフラムの変位荷重値との 関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1実施形態
図 4は、 本発明の第 1の実施の形態に係るキースィツチ 1を構成するキースィッ チ用ダイヤフラム 3 0の概略構成を示す図である。 図 4 Aは、 キースィッチ用ダイ ャフラム 3 0の平面図であり、図 4 Bは、図 4 Aの IVB— IVB断面を示す図である。 図 5は、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0によって構成されたキースィッチ 1を押 し下げた状態を示す図である。 なお、 図 4 Aにおいては、 理角军を容易にするために 基板 6やカバーフィルム 1 0や基板 6の配線パターン 2、 4の表示を省略してある。 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0は、 可撓性と導電性とを具備する薄板 （たとえ ば金属の薄い板） を、 たとえばプレス加工することによって一体的に形成されてい る。キ一スィツチ用ダイヤフラム 3 0は、球面状のドーム状部 1 8のほぼ中央部に、 絞り上げて形成されることによって、 ドーム状部 1 8の上側 （凸側） に突出した外 方突出部 3 2を備えている。 すなわち、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0は、 円錐 台形状の台座部 1 6の上部側に、 導体パターン 2によって画成される基準面 P Lか ら離れる方向 （Z軸負方向） に突出した球面状のドーム状部 1 8を備えると共に、 このドーム状部 1 8のほぼ中央部に、 ドーム状部 1 8の内面側 （凹側） 周縁部を接 点 3 4として、 ドーム状部 1 8の外面側 （凸側） に基準面 P Lから離れる方向に突 出した外方突出部 3 2を備えている。
換言すれば、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0は、 可撓性と導電性とを具備する 薄板よりなり、 円錐台形状の台座部 1 6とこの台座部の上部側 （窄まった側） でこ の上部側に突出した球面状のドーム状部 1 8とを備えていると共に、 ドーム状部 1 8の外面側 （凸面側；台座部側とは反対側） に突出した円形状の外方突出部 3 2を ドーム状部 1 8のほぼ中央部に備え、 外方突出部 3 2の内面側 （台座部 1 6側； ド 一ム状部 1 8の凹面側） の周縁部 （外方突出部 3 2とドーム状部 1 8との境界部） が接点 3 4を形成している。
さらに、 外方突出部 3 2は、 筒状の円錐台形状の台座部 3 2 Aの上部側 （台座部 3 2 Aの窄まった側） に、 この上部側に突出した球面状のドーム状部 3 2 Bを備え ると共に、 このドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に、 ドーム状部 3 2 Bの内面側 （凹 側） に突出し、 先端部が接点 3 8を構成している突起 （内方突出部） 3 6を備えて いる。
換言すれば、 外方突出部 3 2のほぼ中央部には、 外方突出部 3 2の内面側 （台座 部 1 6側； ドーム状部 1 8の凹面側） に突出して接点 3 8を構成する突起 3 6が設 けられている。
次に、 キースィッチ 1に Z軸正方向の外力を付与した場合について、 図 5を用い て説明する。 正方向とは基板 6あるいは基準面 P Lに接近する向きを意味する。 キ 一スィッチ 1のほぼ中央部を、 基板 6方向に押すと、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0は弾†生変形し （キースィツチ用ダイヤフラム 3 0のドーム状部 1 8とドーム状 部 3 2 Bとが主に弾性変形し）、キースィッチ用ダイヤフラム 3 0の接点 3 4や接点 3 8が基板 6の配線パターン 4に接触する。 なお、 接触した部分は、 図 5 (B ) に 示すように、 環状の接触面 C 2 1と、 この接触面の内側ほぼ中央部に形成された円 形上の接触面 C 2 2とによって形成される。
ドーム状部 1 8と台座部 1 6は 2つの状態、 すなわち図 4 Aの安定状態およぴ外 力 （Z軸正方向） の付与により安定化する図 5 (A) の準安定状態とを有するトグ ノレ機構を備えた第 1の板パネ部として機能する。 また上方突出部 3 2は第 2の板パ ネ部として機能する。周縁部 3 4は 2つの板パネを連結する連結部として機能する。 したがって、 本実施例のキースィッチ用ダイヤフラム 3 0は、 基部 1 6およぴ板部 1 8を備える第 1の板パネ部 1 8、 1 6、 板部 1 8に連結部 3 4を介して連結され る第 2の板バネ部 3 2を備えるものである。 板部 1 8の外縁部 1 7は基部 1 6によ つて基準面 P Lに対して位置固定される。
なお、 本発明によるキースィッチ用ダイヤフラムは、 第 1の板パネ部や第 2の板 パネ部が図 4 Aに示すように同心円状の皿パネに限定されるものではなく楕円形状 の皿パネであってもよく、 その一断面が図 4 B、 図 5 (A) で示されるような板バ ネであればよい。 すなわち、 本発明は板部 1 8の両端部 （外縁部） 1 7 , 1 7が基 部 1 6 , 1 6によって基準面 P Lに対して位置固定され、 第 2の板バネ部 3 2が周 縁部 3 4 , 3 4によって第 1の板バネ部 1 8 , 1 8に固定されるような断面を有す るダイヤフラムに対して適用される。 たとえば、 リボン状の板パネから構成される ダイヤフラムの場合には周縁部 3 4の接触パターン C 2 1は環状ではなく接触パタ ーン C 2 2に対して実質的に対称な 2つの位置に離れて存在する。
なお、 キースィッチ 1を押していない状態では、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0の接点 3 8は接点 3 4よりも同レベル力僅かに高レヽ位置、 すなわち、 基、 立置 P Lとの距離が接点 3 4と実質的に同一か基衝立置 P Lに対して接点 3 4より僅かに 離れた位置に設けられている。 したがって、 キースィッチ 1を押したときに、 第 1 の板バネであるドーム状部 1 8と第 2の板パネであるドーム状部 3 2 Bとがそれぞ れ適宜弾性変形し、 接点 3 4と接点 3 8とが、 ともに配線パターン 4に (たとえば ほぼ同時に）接触する。これにより、キースィツチ 1を押した場合のクリック感が、 押し下げ途中で急激に変化する事態を回避することができる。
また、 接点と配線パターン同士の接触により、 キースィツチ用ダイヤフラム 3 0 を介して、 基板 6の配線パターン 2と配線パターン 4とが互いに電気的に接続され る。 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0に対する配線パターン 4方向 （Z軸正方向） への外力の付加がなくなると、 図 5 (A) の状態が不安定となって押圧状態が解除 されて、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0が弾性変形をする前の初期形状 （安定状 態） に戻る。 その結果、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0の接点 3 4や接点 3 8が 基板 6の配線パターン 4から離反し、 基板 6の配線パターン 2と配線パターン 4と の間の電気的接続が遮断される。
キースィッチ用ダイヤフラム 3 0で構成されたキースィッチ 1によれば、 ドーム 状咅 [5 1 8と上方突出部 3 2とを連結する周縁部が接点 3 8を囲むリング状の接点 3 4を構成するので、 キースィツチ 1を押した場合にェッジ状の接点 3 4が配線バタ ーン 4に接触する。 その結果、 キースィツチ用ダイヤフラム 3 0と基板 6とで囲繞 されている空間内に粉塵が侵入したり、 接点 3 4の一部に接着剤飛沫や樹脂飛沫な どが付着していても、接点 3 4と配線パターン 4との接触を確保することができる。 したがって、 キースィツチ 1を押した場合の接触不良の発生を回避することができ る。
なお、 外方突出部 3 2の外径は、 ダイヤフラム 3 0の外径の 2 0 %以上かつ 2 . 5 mm以下とすることが好ましい。 このような構成とすることでェッジ 3 4が電気 的接点として機能し、 かつ外方突出部 3 2の周縁部周辺における応力分散が効率よ く行われて耐久性も向上する。
さらに、 接点 3 4と共に、 接点 3 8も配線パターン 4に接触するので、 キースィ ツチ 1を押した場合の接触不良の発生を一層回避することができると共に、 キース ィツチ 1を押した場合、 外方突出部 3 2のほぼ中央部に設けられている突起 3 6が 配線パターン 4に接触すると、 第 2の板パネとしての外方突出部 3 2の球面状のド 一ム状部 3 2 Bがそれ以上変形しなレ、。 その結果、 ドーム状部 3 2 Bが不必要な応 力を受けることを防止することができ、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0の耐久个生 を向上させることができる。
また、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0のドーム状部 1 8のほぼ中央部に設けら れている外方突出部 3 2が、 ドーム状部 1 8の外側、 すなわちドーム状部 1 8に対 して配線パターン 4から離隔する方向（Z軸負方向）に突出している。 したがって、 台座部 1 6の高さを高くしなくても、 キースィッチ 1を押し下げたときのストロー クを、 従来のキースィッチ 1 0 0と同様に大きく確保することができ、 良好なクリ ック感を確保することができると共に、 台座部 1 6の高さを高くする必要がないの で、 キースィツチ用ダイヤフラム 3 0をプレス成形する場合、 キースィツチ用ダイ ャフラム 3 0に発生する残留応力を低く押えることができ、 キースィツチ用ダイヤ フラム 3 0の耐久力を向上させることができる。
また、 キースィッチ 1を押した場合には、 図 5 (B) に示すようにキースィッチ 用ダイヤフラム 3 0のほぼ中央部が 2次元的に基板 6の配線パターン 4に接触する。 したがって、キースィッチ用ダイヤフラム 3 0に、偏心した応力が発生しないので、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0に発生する応力を均一に配分することができ、 キ ースィッチ用ダイヤフラム 3 0の押し下げ、 押し下げ解除を繰り返した場合の耐久 1·生を向上させることができる。
さらに、 キースィツチ 1は従来のキースィツチ 4 0 0との対比で中央部に貫通孔 が設けられた第 1の板バネであるドーム状部 1 8のほかに第 2の板バネである突出 部 3 2および周縁部 3 4を備える。 したがって、 孔の周縁に発生する応力集中が発 生しないのでキースィッチ 1の耐久性が向上する。 なお、 キースィッチ用ダイヤフ ラム 3 0において、 ドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に設けられている突起 3 6を削 除してもよい。
突出部 3 2がドーム状部 1 8に対して配線パターン 4から離隔する方向 （Z軸負 方向） に突出しているので、 この部分でカバーフィルム 1 0が弾性変形して張力が 増して突出部 3 2への圧力も増大するので、 カバーフィルム 1 0のキースィッチ 1 を接着保持する力を大きくすることができる。 第 2実施形態
図 6は、 本発明の第 2の実施形態に係るキ一スィツチを構成するキースィツチ用 ダイヤフラム 4 0の概略構成を示す図である。キースィッチ用ダイヤフラム 4 0は、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に第 1の実施形態の突起 3 6の代 わりに、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に外方突出部 4 2を設け たものであり、 その他の点は、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0とほぼ同様に構成 されている。
すなわち、 キースィツチ用ダイヤフラム 4 0は、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に、 ドーム状部 3 2 Bの内面側 （凹側） 周縁部を接点 4 4とする 外方突出部 4 2であって、 ドーム状部 3 2 Bの外面側 （凸側） に基準面 P Lから離 れるように突出した外方突出部 4 2を備えている。 なお、 外方突出部 4 2は、 筒状 の円錐台形状の台座部 4 2 Aの上部側 （台座部 4 2 Aの窄まった側） に、 この上部 側に突出した球面状のドーム状部 4 2 Bを備えている。 したがって、 外方突出部 4 2は第 2の板パネ部としての上方突出部 3 2に形成された第 3の板バネ部として機 能する。
換言すれば、 外方突出部 3 2のほぼ中央部には、 外方突出部 3 2の外面側 （台座 部 1 6側とは反対側) に突出して、 外方突出部 3 2 "の內面側 (台座部 1 6側） の周 縁部 （外方突出部 3 2との境界部） を環状の接点 4 4とする外方突出部 4 2が設け られている。
キースィツチ用ダイヤフラム 4 0によって構成されているキースィツチのほぼ中 央部を押すと、 キースィッチ用ダイヤフラム 4 0が弾性変形し、 キースィッチ用ダ ィャフラム 4 0の接点 3 4や接点 4 4が基板 6の配線パターン 4に接触する。なお、 接触した部分は、 図 6 (B) に示すように、 環状の接触面 C 3 1と、 この接触面の 内側ほぼ中央部に形成された環状の接触面 C 3 2とによって形成される。 接触によ り、 キースィツチ用ダイヤフラム 4 0を介して、 基板 6の配線パターン 2と配線パ ターン 4とが互いに電気的に接続される。
キースィツチ用ダイヤフラム 4 0によって構成されているキースィツチによれば、 第 1の実施形態に係るキースィツチ 1とほぼ同様に動作しほぼ同様の効果を奏する。 なお、 キースィッチ 1とは異なり、 接点 4 4がエッジ状に形成されているので、 基 板 6とキースィッチ用ダイヤフラム 4 0とで囲繞されている空間内に粉塵が侵入し た場合でも、 接点 3 4の他に接点 4 4も配線パターン 4·に接触しゃすくなり、 キー スイツチを押した場合の接触不良を一層回避することができる。 第 3実施形態
図 7は、 本発明の第 3の実施形態に係るキースィツチを構成するキースィツチ用 ダイヤフラム 5 0の概略構成を示す図である。キースィッチ用ダイヤフラム 5◦は、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bのほぼ中央部に、 突起 3 6の代わりに貫通孔 5 2を設けた点が、 第 1の実施の形態に係るキースィツチ用ダイヤフラム 3 0とは異 なり、 その他の点は、 キースィツチ用ダイヤフラム 3 0とほぼ同様に構成されてい る。 換言すれば、 外方突出部 3 2のほぼ中央部には貫通孔 5 2を備えてあって、 こ の貫通孔 5 2の内面側 （台座部 1 6側） の周縁部に接点 5 8が形成されている。 キ一スィツチ用ダイヤフラム 5 0によって構成されているキースィツチのほぼ中 央部を押すと、 キースィツチ用ダイヤフラム 5 0が弾性変形し、 キースィツチ用ダ ィャフラム 5 0の接点 3 4や、 貫通孔 5 2の内面側 (ドーム状部 3 2 Bの凹面側） の周縁部で形成された接点 5 8が基板 6の配線パターン 4に接触する。 なお、 接触 した部分は、 図 7 (B) に示すように、 環状の接触面 C 4 1と、 この接触面の内側 ほぼ中央部に形成された環状の接触面 C 4 2とによって形成される。
キースィッチ用ダイヤフラム 5 0によつて構成されているキースイツチのよれば、 第 1の実施形態に係るキースィツチ 1とほぼ同様に動作しほぼ同様の効果を奏する。 なお、 キースィッチ 1とは異なり、 接点 5 8がエッジ状に形成されているので、 基 板 6とキースィッチ用ダイヤフラム 5 0とで囲繞されている空間内に粉塵が侵入し ている場合でも、 接点 3 4の他に接点 5 8も配線パターン 4に接触しやすくなり、 キースィツチを押した場合の接触不良を一層回避することができる。 用したキースィツチによれば、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bの外方側 （基板 6と離反する側） に突出物がないので、 キースィッチ用ダイヤフラム 3 0やキース イッチ用ダイヤフラム 5 0の高さが、 キースィッチ用ダイヤフラム 4 0よりも低く なり、 キースィッチの高さを押えることによつてキースィッチを小型化することが できる。
さらに、 キースィツチ 5 0は従来のキースィツチ 4 0 0との対比で中央部に貫通 孔が設けられている点で共通しているが、 キースィッチ 5 0の貫通孔 （開口部） 5 2は第 1の板バネ 1 8とは独立したパネ要素である第 2の板パネ 3 2上に形成され ている。 したがって、 キースィッチ 5 0の接触パターンは図 7 (B) に示すように 2つの環状パターン C 4 1、 C 4 2で構成され、 応力が適切に分散される。 したが つて、 開口部 5 2の周縁に発生する応力集中が発生しないのでキ の耐 久性が向上する。 第 4実施形態
図 8は、 本発明の第 4の実施形態に係るキースィツチを構成するキ一スィツチ用 ダイヤフラム 6 0の概略構成を示す図である。 なお、 図 8 Aは、 キースィッチ用ダ ィャフラム 6 0の平面図であり、 図 8 Bは、 図 8 Aの 1IB— B断面を示す図であ る。
キースィッチ用ダイヤフラム 6 0は、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bに、 複 数の (たとえば 3個の) 突起 3 6を、 たとえば、 キースィツチ用ダイヤフラム 6 0 または外方突出部 3 2の中心 C L 2やこの近傍を避けて設けた点が、 第 1の実施形 態に係るキースィツチ用ダイヤフラム 3 0とは異なり、 その他の点は、 キースィッ チ用ダイヤフラム 3 0とほぼ同様に構成されている。
すなわち、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0は、 第 2の板バネ部としての外方突 出部 3 2の内面側 （台座部 1 6側） に基準面 P Lに向かう方向に突出して接点 3 8 を構成する突起 3 6を複数個備える。 各突起 3 6は、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の中心 C L 2を中心とする円 C L 3の円周上に配置されている。 さらに、 本実 施形態では各突起 3 6の個数は 3個であり、 これらの各突起 3 6は円周上で等分配 された位置に配置されている。
本実施形態のキースィツチ用ダイヤフラムによれば、 第 1〜第 3実施形態につい てすでに述べた特徴に加えて次のような効果を奏する。図 8 A, 8 Bに示すように、 外方突出部 3 2に突起 3 6を複数個形成することにより、 外方突出部 3 2のドーム 状部 3 2 Bの変形応力が増大し、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0に上面からの外 力が作用した場合に、 ドーム状部 3 2 Bの面はほとんど変形せずにドーム上部 1 8 の変形による動作が行われる。 すなわち、 図 8 Bに示すように、 A L lだけ変位し た位置でキースィツチ用ダイヤフラム 6 0に外力が作用した場合を想定する。 この 場合でも、 ドーム状部 1 8の変形が外方突出部 3 2に先行して発生するので、 後述 するように、 外力が作用する位置の変位が外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bの範 囲内であれば、 キースィツチ用ダイヤフラム 6 0が本来有するクリック感の劣ィ匕が ほとんど発生せず、 安定したクリック感を得ることができる。 キー P T/JP2003/011651
14 本発明に係るキースィツチ用ダイヤフラムを用いて構成されたキースィツチにつ いて説明する。 キースィッチは、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の周縁部 （接点 1 2 )と接触して、一方の面にキースィッチ用ダイヤフラム 6 0を载置した基板（図 示せず） を備える。 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0に対して基準面 P Lに交差す る方向 （たとえば直交する Z方向方向） に移動自在に位置固定され、 キースィッチ 用ダイヤフラム 6 0に基準面 P Lに向かう方向に外力を付加する押圧部材 （ァクチ ユエータ） A C 1が設けられる。 押圧部材 A C 1はキースィッチのおもて面に設け られるシート状の弾性部材などの支持部材 （図示せず） を介してキースィッチ用ダ ィャフラム 6 0を押圧する。 より詳細には押圧部材 A C 1の一端側
6 0に面する端部） に平面状の接触部 A C 3を備え、 接触部 A C 3が移動 · ャフラム 6 0に接触し基準面 P Lに向かう方向 （Z軸正方向） の外力を付加する。 常態 （ダイヤフラム 6 0に外力を付加しない状態） においてはキースィッチ用ダ ィャフラム 6 0の外方突出部 3 2の接点 3 4が基板から離反してキースィッチ用ダ ィャフラム 6 0は安定状態を保持してレ、る。 押圧部材 A C 1で押圧することによつ て、 キースイツチ用ダイャフラム 6 0に外力が付加されて弹性変形し、 キースイツ チ用ダイヤフラム 6 0の外方突出部 3 2の接点 3 4が基板 （あるいは基準面） と接 する。 さらに、 外方突出部 3 2の各接点 3 8も基板 （あるいは基準面） と接する。 基板の一方の面に設けられ接点を構成する第 1電気配線 (第 1導体パターン）と、 台座部 1 6に電気的接続される第 2電気配線 （第 2導体パターン） とは基板上では 絶縁配置されている。 常態においては第 1電気配線と第 2電気配線とは互いに絶縁 されたままであるが、 押圧部材 A C 1でキースィツチ用ダイヤフラム 6 0を押圧す ることによってキースィツチ用ダイヤフラム 6 0の中央部の接点 3 4や接点 3 8が 基板の第 1電気配線と接すると、 第 1電気配線と第 2電気配線とが、 キースィッチ 用ダイヤフラム 6 0を介して互いに導通する。
なお、 上記説明は、 本発明の第 4実施形態に係るキースィッチ用ダイヤフラム 6 0を用いたキースィツチについてのもであるが、 他のキースィツチ用ダイヤフラム 3 0、 4 0、 5 0を用いたキースィッチについても同様に適用できることは明らか である。 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0によって構成されているキースィッチに よれば、 第 1の実施形態に係るキースィツチ 1とほぼ同様の効果を奏する。
さらに、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0を用いて構成されたキースィッチによ れば、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の中心に対して、 ァクチユエータ A C 1の 中心が、 図 8 Bに示すように、 1だけ変位して設置された状態で、 キースイツ 03 011651
15 チ 1を押した場合を想定する。 この^でも、 外方突出部 3 2よりも先にドーム状 部 1 8の変形が先行して発生することから、 ァクチユエータ A C 1の変位 A L 1の 値が、 外方突出部 3 2のドーム状部 3 2 Bの範囲内であれば、 キースィツチ用ダイ ャフラム 6 0が本来有するクリック感の劣化 （クリック率の低下) がほとんど発生 せず、 安定したクリック感を得ることができる。 すなわち、 外方突出部 3 2は第 1 の板パネ部であるドーム状部 1 8等とは独立したパネ要素 （第 2の板パネ部） であ るために、 外方突出部 3 2のいずれカゝの位置に外力が付与されれば外方突出部全体 として移動、 変形するのでドーム部 1 8に均一に応力を分配することができる。 そ の結果変位 1が発生しても安定してクリック感を提供することができる。 した がって、第 1〜第 3の実施形態に係る他のキースィッチ用ダイヤフラム 3 0、4 0、 5 0を用いたキースィツチでも同様な効果を得ることができることは当業者であれ ば容易に理解するであろう。
次に、 ァクチユエータがずれて設置された場合のクリック感 （クリック率） の測 定結果について説明する。 図 9は、 クリック率を説明する図であり、 図 1 0は、 了 クチユエータのずれ量とキースィッチ用ダイヤフラムのクリック率との関係、 ァク チユエータのずれ量とキースィッチ用ダイヤフラムの変位荷重値との関係を示す図 である。
ここで、 クリック率とは、 クリック感の良否を数値で客観的に示すための指標の 1つであり、タリック率の値が小さいほど、一般的には、クリック感が損なわれる。 図 9の横軸はキースィッチ用ダイヤフラムを押したときの移動方向 （図 8 Bでは Z 軸方向） の変位量 （ストローク） を示し、 キースィッチ用ダイヤフラムが基準面 P Lに近づくほど大きくなる。 また、 図 9の縦軸は、 キースィッチ用ダイヤフラムを 押したときの荷重を示す。
すなわち、 常態 （ダイヤフラムに外力が付加されない状態） 力 らキースィッチ用 ダイヤフラムを押し始めると荷重が 「0」 力 ら徐々に增カ卩してやがて極大値 P 1に なる。 さらに押圧を続けると荷重はストローク量 S 3において極小値になりその後 増加する。 このようにキースィツチ用ダイヤフラムはトグル機構を利用する接点構 造を構成する。
ースィツチ用ダイヤフラムが基板に載置されてキースィツチを構成した場合に は、 ストローク量 S 3に達する前のストローク量 S 2のときに、 キースィッチ用ダ ィャフラムの中央部の接点が基準面 P Lに位置する導体 (第 1電気配線)に接する。 このときの荷重を荷重 P 2とする。するとタリック率 77は、 η (%) = 1 0 0 X ( Ρ 1一 P 2 ) / P Iと表される。
また、 図 1 0の横軸は図 8 Bの変位量厶 L 1を示し、 図 1 0の縦軸は図 9の極大 値荷重 P 1とタリック率とをそれぞれ示す。 図 1 0に示す G 1のグラフは、 キース ィツチ用ダイヤフラム 6 0の極大値荷重 P 1を示し、 G 3のグラフは、 従来のキー スィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 C (図 3 (B ) 参照） の極大値荷重 P 1を示す。 ま た、 図 1 0に示す G 5のグラフは、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0のクリック率 を示し、 G 7のグラフは、 従来のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cのクリック 率を示す。 図 1 0に示すように、 極大値荷重については、 キースィッチ用ダイヤフ ラム 6 0と従来のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 6 Cとの間でほとんど差がなく、 キースィッチ用ダイヤフラムの中心とァクチユエ一タの中心の変位量にかかわらず ほぼ一定の値 （1 6 0 g f = 1 . 5 7 N) を示している。
一方、 クリック率は、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0では、 キースィッチ用ダ ィャフラム 6 0の中心 C L 2とァクチユエータ A C 1の中心 C L 4の変位量にかか わらずほぼ一定の値 （約 4 0 %) を示しているが、 従来のキースィッチ用ダイヤフ ラム 1 0 2 Cでは、 キースィッチ用ダイヤフラムの中心とァクチユエータの中心と の変位量が大きくなるにしたがって徐々に小さくなつており、 変位量が 0 . 8 nim になると、 クリック率は 「0」 の近傍まで落ち込んでいる。
なお、 図 8 Bに示すキースィッチ用ダイヤフラム 6 0の外径 d 4は、 5 mmであ り、 外方突出部 3 2の外径 d 2は 2 mmであり、 従来のキースィッチ用ダイヤフラ ム 1 0 2 C外径も 5 mmである。 また、 ァクチユエータ A C 1の外径は 2 mmであ る。
ところで、 各キースィッチ用ダイヤフラムを用いて、 キースィッチを構成し、 こ のキースィツチを押圧しまた押圧をやめて、キースィツチのオンオフを繰り返すと、 キースィッチ用ダイヤフラムとこのキースィツチ用ダイヤフラムを载置している基 板とで囲繞された空間内の体積や気圧が変ィ匕し、 囲繞された空間内に、 基板とキー スィッチ用ダイヤフラム外縁との間の僅かな隙間から空気と共に微細な塵が進入し てくる場合がある。
そして、 上述のように進入してきた微細な塵は、 キースィッチ用ダイヤフラムの 外周全縁に沿ってほぼ一様に形成されている僅かな隙間から囲繞された空間内に進 入してくる空気がキースイツチ用ダイヤフラムの中央部で干渉し合うことによって、 キースイツチ用ダイヤフラムの中央部に収束して蓄積される傾向が強 、。
し力 し、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0によって構成されているキースィッチ によれば、 外方突出部 3 2の内面側で各接点 3 8を構成する各突起 3 6が、 キース ィツチ用ダイヤフラム 6 0の中心を中心にした円の円周上に配置されているので、 換言すれば、 キースィツチ用ダイヤフラム 6 0の中央部には、 接点 3 8が形成され ていないので、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の中央部に収束して蓄積される傾 向が強い微細なゴミによって、 キースィッチの繰り返し使用による接触不良の発生 を極力抑制することができる。
さらに、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0によって構成されているキースィッチ によれば、 外方突出部 3 2の内面側で各接点 3 8を構成する各突起 3 6が、 キース ィツチ用ダイヤフラム 6 0または外方突出部 3 2の中心 C L 2を中心とした円 C L 3の円周上で 3等置配された位置に配置されている。 すなわち、 キースィッチ用ダ ィャフラム 6 0が押圧されたときに、 各突起 3 6の先端の接点 3 8と外方突出部 3 2の周縁部接点 3 4で 1つの平面を規定するように各突起 3 6がバランス良く配置 されているので、 キースィッチ用ダイヤフラムが載置されている基板の面 （基準面 P L) に対して直角ではなく直角 （Z軸） から僅かにずれた角度でキースィッチ用 ダイャフラムが押圧されても、 キースイツチ用ダイャフラムの各接点のうちのいず れかの接点が、 基準面に位置する導体と接触しやすくなつている。
したがって、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0を用いたキースィッチによれば、 このキースィツチを僅かに斜めな方向から押圧しても、 キースィツチの接点の接触 不良の発生を抑制することができる。
また、 外方突出部 3 2の内面側で接点を構成する突起の数を 4つ以上にしてもよ いが、 突起の数を 4つ以上にすると、 キースィッチ用ダイヤフラムの構成が煩雑に なる。そして、キースィッチ用ダイヤフラムの内部応力が大きくなるおそれがある。 したがって、 接点を構成する突起の数を 3つにすることで、 キースィッチ用ダイヤ フラムの構成を簡素ィ匕しつつ、 このキースィッチ用ダイヤフラムを用いたキースィ ツチの接触不良を極力回避することができる。
次に、 本発明に係るキースィツチ用ダイヤフラムの寿命について従来のキースィ ツチ用ダイヤフラム 1 0 2 C (図 3 (B ) 参照） との対比に基づいて説明する。 キ 一スィッチ用ダイヤフラム 6 0 (タイプ I ) のサンプ^/レを 1 0個、 キースィッチ用 ダイヤフラム 6 0において突起 3 6を備えないもの （タイプ Π ) のサンプルを 1 0 個、 そして従来のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 C (タイプ m) のサンプルを 1 0個それぞれについて寿命試験を行った。 突起 3 6を備えないタイプは第 2の板 パネ部を備えるキースィッチ用ダイヤフラムであって本発明の典型的な実施形態の 1つである。 また、 同じクリック感を確保するために突起部の基準面との距離は同 じものを使用した。
試験では荷重 3 2 0 g f ( 3 . 1 N)、毎秒 3〜 5回の頻度で 2 0 0万回打鍵した。 打鍵の結果、 従来のキースィッチ用ダイヤフラム 1 0 2 Cの総ては、 ひび割れまた は動作復帰異常 （へこんだまま） を発生した。 また本発明に係るタイプ Πのキース ィツチ用ダイヤフラムはひび割れや動作復帰異常が発生したものはなく、 また極大 値荷重 P 1の変化量は 3 0 %以内のものが 6個、 3 0〜4 0 %のものは 4個であつ た。 突起を有するタイプ Iのキースィッチ用ダイヤフラム 6 0では、 ひび割れや動 作復帰異常が発生したものは無く、 また、 図 9に示す極大値荷重 P 1の変化量も、 総てのものにおいて 3 0 %以内に入っており、 したがって、 動作復帰荷重における 試験実施前後の異常の発生もなかった。 したがって、 本発明によればキースィッチ 用ダイヤフラムの寿命特性が向上することが明らかとなった。 さらに、 突起を備え ることによつて寿命特性がさらに向上することが明らかとなった。
本発明に係るキースィツチ用ダイヤフラムの寿命特性が向上するのは、 第 1の板 バネ部の中央部に第 2の板パネ部をさらに備えることによって、 基準面 P Lへの接 触部 3 4が点ではなく環状に分布していること、 およぴ図 4 Bに例示するように複 数の曲折部 1 7， 3 4 , 3 5などにおいて応力を負担するため応力が適切に分散さ れ、 各板パネ部の弾性が保持されたためであると考えられる。 また、 突起を有する キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の寿命が長い理由として、 従来のキースィッチ用 ダイヤフラム 1 0 2 Cと同じ押圧ストロークを得る場合、 外方突出部 3 2に突起 3 6が設けられていることによって、 製作するときに大きな内部応力を発生させる要 因となる台座部の高さを低く構成することができる点が挙げられる。 したがって、 製作するときに発生する内部応力の大きさが、 キースィッチ用ダイヤフラム 6 0の ほうが小さいということが考えられる。 また、 突起 3 6がダイヤフラム 6 0に付与 される外力の大きさにかかわらずダイヤフラム 6 0の変形量 （Z方向） を制限する ストッパーとしても機能するために、 第 1の板パネ部や第 2の板パネ部への過度な 応力の付加が制限されるためにさらに寿命特性が向上するものと考えられる。 上述したように、 本発明によれば、 押した場合に良好なクリック感を得ることが できると共に、 接触不良の発生を回避でき、 耐久性が高いキースィッチ用ダイヤフ ラムを提供することができるという効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1. 導電性を有する第 1の板パネ部 （16, 18) であって、 前記第 1の板パネ部 が基準面 （PL) に対して位置固定される基部 （16) と前記基準面から離れる凸 形状を有する板部 （18) とを備える第 1の板パネ部と、
導電性を有し、 前記板部の中央部に前記基準面から離れる方向に突出して形成さ れる第 2の板バネ部 （32) と
を具備し、
前記第 2の板パネ部 （32) に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくとも前記中央部の周縁部 (34) が前記基準面 （PL) に接触することを特 徴とするキースィッチ用ダイヤフラム （30)。
2. 前記第 1の板パネ部は少なくとも前記基準面と交差する面内で山形形状の断面 を有することを特徴とする請求項 1記載のキースィッチ用ダイヤフラム。
3. 前記第 1の板バネ部おょぴ前記第 2の板パネ部はそれぞれ皿パネであることを 特徴とする請求項 1記載のキースィッチ用ダイヤフラム。
4. 前記ダイヤフラムはさらに、
前記第 2の板パネ部に前記基準面に向かって突出形成される少なくとも 1つの突 出部を具備し、
前記第 2の板パネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくと も前記突出部が前記基準面に翻虫することを特徴とする請求項 1記載のキースィッ チ用ダイヤフラム。
5. 前記ダイヤフラムはさらに、
導電性を有し、 前記第 2の板パネ部に前記基準面から離れる方向に突出して形成 される第 3の板パネ部を具備し、
前記第 3板パネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくとも 前記第 3の板バネ部の周縁部が前記基準面に接触すること
を特徴とする請求項 1記載のキースイッチ用ダイヤフラム。
6 . 前記ダイヤフラムはさらに、
前記第 2の板パネ部に形成される開口部を具備し、
前記第 2の板バネ部に前記基準面に向かう方向の外力が付加されると、 少なくと も前記開口部の周縁部が前記基準面に接触すること
を特徴とする請求項 1記載のキ一スィッチ用ダイヤフラム。
7 . 前記突出部は 3個の突起部を有し、 各前記突起部は前記第 2の板パネ部の中心 部以外に配置されることを特徴とする請求項 4記載のキ一スィッチ用ダイヤフラム。
8 . 各前記突起部は前記第 2の板パネ部の中心部に中心をもつ円の円周上で等間隔 に配置されることを特徴とする請求項 7記载のキ一スィッチ用ダイヤフラム。
9 . キ一スィッチであって、
請求項 1乃至請求項 8のいずれか 1項に記載のダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの基部が載置される基板であって、 前記基準面を画成しかつ前 記基部と電気的に絶縁された導体を画成する基板と、
前記ダイャフラムに前記基準面に向かう外力を付加するァクチユエ一夕であって、 前記基準面に交差する方向に移動自在に前記基板に位置固定されるァクチユエ一夕 と
を具備することを特徴とするキースィッチ。
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