WO2012153587A1 - ２段式スイッチ - Google Patents

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周二 稲垣
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株式会社コバック
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    • H01H2215/004—Collapsible dome or bubble
    • H01H2215/016—Collapsing to second stable position

Definitions

  • the present invention relates to a two-stage switch.
  • the present invention relates to a two-stage switch that has a small number of parts and can be thinned.
  • the two-stage switch is a switch that executes different contents depending on the first-stage pressing operation and the subsequent second-stage pressing operation, and is used for controlling in-vehicle devices such as a steering wheel and home appliances. ing.
  • the switch or the information or display written on the switch is emitted so that it can be understood by pressing the first step, and the information or display is followed by the second pressing operation. Perform the action.
  • information indicating which switch is pressed by the first-stage pressing operation is displayed on a display or the like, and the displayed contents are executed by the second-stage pressing operation. In this case, since it is not necessary to always operate the display, it is possible to save power.
  • Such a two-stage switch includes a push button type switch and a switch using a liquid crystal touch panel.
  • An example of a two-stage switch is shown in FIG.
  • the two-stage switch 100 of this example includes a keypad 130 on which a push button part 131 to be pressed is formed, a first switch part 140 disposed below the push button part 131, and a first switch part. Below 140, it has actuator 150 supported so that movement in the up-and-down direction was possible, and the 2nd switch part 160 arranged under actuator 150.
  • the first switch unit 140, the actuator 150, and the second switch unit 160 are supported by a case 180 disposed on the upper surface of the substrate 170.
  • the case 180, the actuator 150, the first switch unit 140, and the keypad 130 may be made of a transparent or translucent material.
  • the first switch unit 140 is a flexible substrate in this example, and has a two-layer structure in which a part directly below the push button unit 131 sandwiches a space. When the upper layer and the lower layer are brought into contact with each other, the switch is turned on, and the lighting device 190 provided in the case 180 emits light.
  • the second switch unit 160 is a general switch, and various operations are performed by pressing the switch.
  • this two-stage switch 100 will be described.
  • the two-layer structure portion of the flexible substrate 140 is pushed downward, and the two-layer structure portion is sandwiched between the lower surface of the push button portion 131 and the upper surface of the actuator 150 below the push button portion 131.
  • the upper and lower layers come into contact with each other, and the switch is turned on.
  • the illuminating device 190 emits light.
  • Light is irradiated to the outside through the case 180, the actuator 150, and the keypad 130.
  • the second-stage pressing operation of the push button unit 131 the second switch 160 is pressed via the flexible substrate 140 and the actuator, and various operations are performed.
  • a switch using a click dome plate has been proposed as a switch for performing a one-step pressing operation (see, for example, Patent Document 1).
  • the outer peripheral edge of the dome plate is in contact with the upper surface of the substrate.
  • the top portion of the dome plate is recessed by elastic deformation, and the portion near the top contacts the contact disposed on the substrate.
  • a click feeling is generated by the elastic deformation of the dome plate.
  • ⁇ Capacitive or pressure sensitive sensors are used for switches using one liquid crystal touch panel. Various information is displayed on the panel. When a portion where desired information is displayed is pressed, the information is displayed on the panel. When a predetermined portion is further pressed, an operation related to the information is executed.
  • the two-stage switch shown in FIG. 7 has a relatively large number of parts and requires a certain thickness due to its structure. Moreover, an expensive flexible substrate is used to reduce the thickness. Furthermore, when the lighting device is equipped, the lighting device cannot be disposed in a portion immediately below the push button portion, so that it must be disposed in a surrounding casing, and sufficient lighting performance cannot be obtained.
  • liquid crystal touch panel when used, it can also serve as a display that displays information indicating which switch is pressed when the switch is turned on. However, it is not possible to obtain a clear operational feeling when the switch is turned on.
  • electrostatic capacity type there are cases where the device does not operate normally due to a change in electrostatic voltage or a change in temperature such as when a hand is wet or when wearing gloves.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a two-stage switch that has a small number of parts, can be thinned, and can obtain a clear click feeling.
  • the two-stage switch of the present invention is a switch comprising a click dome plate having a movable contact, a keypad joined to the dome upper surface of the dome plate, and a fixed contact facing the movable contact,
  • the fixed contact has a first-stage fixed contact and a second-stage fixed contact.
  • the dome plate When the keypad is not pressed, the dome plate is held by the pad, and any of the fixed contacts It is in a floating state that is not in contact, and the movable contact of the dome plate comes into contact with the first stage fixed contact by the deformation of the pad by the first stage pressing operation of the keypad, and the second stage of the keypad The movable contact of the dome plate comes into contact with the second stage fixed contact by deformation accompanied by a click feeling of the dome plate by the pressing operation.
  • the minimum required components are three components: a keypad, a dome plate, and a substrate on which a fixed contact is formed, and the number of components is reduced compared to a conventional general two-stage switch. I get out. Furthermore, since an expensive flexible substrate or the like is not used, it can be manufactured at low cost. Moreover, since the thickness of each component is relatively thin, it is possible to reduce the thickness.
  • the keypad is deformed by the first-stage pressing operation, and the first-stage fixed contact is conducted.
  • this pressing operation the degree of increase in reaction force with respect to the stroke is small.
  • the keypad is first compressed in the vertical direction by the second-stage pressing operation.
  • This operation can be performed with a large increase in reaction force.
  • the reaction force reaches a peak, the dome plate is recessed and the second stage fixed contact is conducted.
  • This operation may have a short stroke, a reaction force that decreases rapidly, and a click feeling. In this way, since the pressing characteristics of the first-stage pressing operation and the second-stage pressing operation can be different, it can be clearly felt that each switch operation has been performed.
  • a preliminary operation such as displaying the fact that the switch has been pressed by a first-stage pressing operation in a visible manner (lighting a predetermined part, displaying it on the display, etc.) or notifying by voice. Can also be done. And this operation which performs the content relevant to the pressed switch by the press operation of the 2nd step can also be performed.
  • the dustproof function and watertight function can be added to the keypad, the reliability of the switch can be improved. Furthermore, the operability does not change even when wet fingers or gloves are worn. Furthermore, since the temperature change is not related, it is more reliable.
  • a preliminary operation for causing the operator to visually or audibly recognize that the operation has been performed is performed by pressing the first step of the keypad, and by pressing the second step of the keypad. This operation can be performed.
  • the main operation is an operation that is originally executed by pressing a switch
  • the preliminary operation is an operation that is performed in advance to execute the main operation.
  • the preliminary operation is an operation for displaying information indicating which switch is pressed on the display on the front panel, and this operation executes the displayed contents. This is the original operation.
  • a through-hole is formed in the dome plate, or the dome plate is made of a transparent or translucent material, and the keypad is made of a transparent or translucent material, A light source may be disposed below the dome plate.
  • the light source when the light source emits light by the first-stage pressing operation, when a through hole is formed in the dome plate, light passes through the through hole of the dome plate, and the dome plate is made of a transparent or translucent material. In this case, the light passes through the dome plate and is irradiated through the keypad. Further, if the position of the pressing part is different from the position of the light emitting part, it is possible to emit light at a place different from the place pressed by the finger. Alternatively, if a light-shielding film is formed on the upper surface of a keypad made of a transparent or translucent material, and the character or pattern portion through which light is to be transmitted is removed with a laser, the character or pattern appears to shine. In this way, various illuminations are possible.
  • a plurality of the dome plates are joined to a single keypad, and a plurality of switch portions can be formed.
  • a plurality of switch portions can be provided on a single keypad, a simple appearance can be realized. Further, since the keypad can be shared, the cost is reduced. Furthermore, since there is no gap or slit between the switches, waterproofness and dustproofness can be obtained.
  • the minimum necessary components of the two-stage switch of the present invention are three components, that is, a keypad, a dome plate, and a substrate on which a fixed contact is formed. Compared to stage switches, the number of parts is small. Furthermore, since an expensive flexible substrate or the like is not used, it can be manufactured at low cost. Moreover, since the thickness of each component is relatively thin, it is possible to reduce the thickness.
  • FIG. 1 (A) is a sectional side view of a 2 step
  • FIG.1 (B) is a top view of a fixed contact. It is a top view which shows the touchscreen provided with the two-stage type switch of FIG. It is a figure which shows the switch operation
  • the touch panel 1 of this example displays information indicating which switch has been pressed by the first-stage pressing operation on a display or the like installed at a different location from the panel, and the second-stage pressing operation.
  • the type of executing the displayed content As a specific example, information provided on the front panel of the steering wheel control panel is displayed on the front panel display by the first-stage pressing operation, and displayed by the second-stage pressing operation. The contents are executed.
  • the touch panel 1 selects one mode from four modes A, B, C, and D.
  • Each of the printed portions “A”, “B”, “C”, “D” of the panel forms a two-stage switch 10. For example, when a portion printed with “A” is pressed as the first-stage pressing operation, “A mode” is displayed on the front panel display. When the second-stage pressing operation is performed, a click feeling is obtained and the content of the “A mode” is executed.
  • the two-stage switch 10 includes a click dome plate 20, a keypad 30, and a fixed contact 41 formed on the substrate 40.
  • the dome plate 20 has a thin dome shape with a circular planar shape.
  • the dome plate 20 is made of a material that is elastically deformed and depressed when the upper surface (for example, the vicinity of the apex) of the dome is pressed, and is restored to its original shape when released. A click feeling is given to the user during this elastic deformation. Examples of such a material include a metal (for example, stainless steel and copper alloy (phosphor bronze)), or a plate made of plastic (for example, PET and PC) (for example, in the case of metal, a thickness of 40 ⁇ m to 75 ⁇ m, In the case of plastic, the thickness is 75 ⁇ m to 125 ⁇ m).
  • the dome plate 20 is produced by forming such a plate into a dome shape.
  • the entire surface of the lower surface (the surface facing the fixed contact) of the dome plate 20 is a movable contact. Further, when made of plastic, conductive ink is applied to the entire surface of the lower surface or two portions of the lower surface that contact two types of fixed contacts 41 (details will be described later) formed on the upper surface of the substrate 40 during elastic deformation.
  • the movable contact is formed by printing.
  • the keypad 30 is a sheet-like member and is made of an elastic material (for example, silicon rubber or elastomer). In the case of the touch panel shown in FIG. 2, one keypad 30 is commonly used for all the two-stage switches 10. As described above, the keypad 30 is fitted into a window opened in a case or a board (steering wheel), and the outer peripheral portion is fixed to the back surface of the portion around the window.
  • an elastic material for example, silicon rubber or elastomer
  • a push button portion 31 is formed in a predetermined portion of the keypad 30.
  • the push button part 31 has a thick central part 33 and a thin part (may be a skirt shape that gives a click feeling) 35 around it.
  • the upper surface of the central portion 33 has a gentle convex shape, and characters “A” (or “B”, “C”, “D”) are printed on the same surface (see FIG. 2).
  • a projecting portion 34 that protrudes downward is formed at the center of the lower surface of the central portion 33.
  • a portion in the vicinity of the apex of the upper surface of the dome plate 20 is joined to the protrusion 34 by an adhesive or the like.
  • the substrate 40 is a PCB substrate on which printed circuits are printed on both sides, for example, and is disposed below the keypad 30. At this time, there is a gap between the dome plate 20 joined to the push button portion 31 of the keypad 30 and the upper surface of the substrate 40, and no part of the dome plate 20 is in contact with the substrate 40. .
  • a fixed contact 41 is formed on the upper surface of the substrate 40.
  • the fixed contact 41 has a first-stage fixed contact 42 on the outer periphery and a second-stage fixed contact 43 at the center.
  • the first stage fixed contact 42 is disposed so as to face the outer peripheral portion of the dome plate 20.
  • the fixed contact 42 has two halves 42a and 42b in which the ring is halved. Each half is connected to a circuit on the upper surface of the substrate 40.
  • the second stage fixed contact 43 is arranged in a ring shape so as to face the outer peripheral portion of the lower protrusion 34 of the push button portion 33 of the keypad 30.
  • the fixed contact 43 passes through the substrate 40 and is connected to the circuit 44 on the back surface.
  • Thickness H1 3.3 mm of the central portion 33 of the push button portion 31; Height H2 of the upper surface convex portion of the push button portion 31: 0.5 mm, The thickness H3 of the thin portion 35 of the push button portion 31 is 0.8 mm, The height H4 of the lower protrusion 34 of the push button 31 is 0.8 mm, The height H5 of the dome plate 20: 0.35 mm, A distance H6 between the lowermost portion of the dome plate 20 and the upper surface of the substrate 40: 0.4 mm.
  • the height of this switch (the height from the upper surface of the substrate 40 to the uppermost surface of the push button portion 31) is 4.05 mm.
  • substrate 40 is adjustable.
  • paragraph fixed contact 42 is conduct
  • “A mode” is displayed on the display mounted on the front panel.
  • the degree of increase in the reaction force with respect to the stroke is low.
  • the length of this stroke can be changed by adjusting the distance H6 between the lowermost portion of the dome plate 20 and the upper surface of the substrate 40 in FIG.
  • the second stage fixed contact 42 and the first stage fixed contact 43 are conducted through the dome plate 20, and the second operation is performed.
  • the content of “A mode” is executed.
  • the advantages of this switch are shown below.
  • the number of parts is basically three, that is, the keypad 30, the dome plate 20, and the substrate 40. Since an expensive flexible substrate or the like is not used, it can be manufactured at low cost. Furthermore, it is possible to reduce the thickness.
  • a clear click feeling can be obtained by deformation of the dome plate 20.
  • Characters and figures can be printed on the surface of the keypad 30 and there is no need to use an exterior panel or the like, so the number of parts can be reduced and the thickness can be reduced.
  • a plurality of switches can be configured with a single keypad 30. In this case, since there is no gap or step between the switches, it has a dustproof and dripproof function.
  • the first-stage pressing operation can be performed with a relatively light touch.
  • the switch 10A in this example emits the switch or the information or display written on the switch so that it can be understood which switch is pressed by the first-stage pressing operation, and the information is displayed by the second-stage pressing operation. This is applied to a touch panel that performs an operation according to the display.
  • the switch 10A in this example is composed of the keypad 30, the dome plate 20, and the substrate 40, similarly to the switch 10 in FIG. Only differences from the components in FIG. 1 will be described.
  • the dome plate 20 has the same structure as the dome plate of the switch of FIG. 1, but has an opening 21 at the center. If the dome plate 20 can be made of a transparent or translucent material, the opening 21 does not necessarily have to be opened.
  • the keypad 30 is the same as the keypad of the switch of FIG. 1, but a hole 37 having a certain depth is formed in the center of the lower protrusion 34 of the push button 31.
  • the keypad 30 is made of a transparent or opaque material.
  • the dome plate 20 is bonded to the lower surface of the ring-shaped portion around the hole portion 37. Further, a through hole 45 is formed at a position of the substrate 40 that faces the center of the lower protrusion 34 of the push button portion 31 of the keypad 30.
  • An illumination device such as an LED lamp 50 is attached below the through hole 45. The LED lamp 50 is connected to the first-stage fixed contact 42 and illuminates when the fixed contact 42 becomes conductive.
  • the lower protrusion 34 presses the dome plate 20 against the substrate 40, and the dome plate 20 is deformed into a substantially flat posture.
  • the second stage fixed contact 42 and the first stage fixed contact 43 are conducted through the dome plate, and the second operation is performed.
  • a switch 10 ⁇ / b> A shown in FIG. 5B has a light-shielding film 55 on the upper surface of the keypad 30. Is painted.
  • the letters 55 for example, “A” and “B” on the panel in FIG. 2) and the pattern to be shined are marked on the coating 55 on the upper surface of the push button portion 33 by a marking laser or the like.
  • a portion where characters are omitted is indicated by reference numeral 56. In this case, the light emitted from the LED lamp 50 is irradiated upward from the portion 56 where the characters are removed, and the characters and patterns appear to shine.
  • the switch 10A of this example has the following advantages in addition to the advantages of the switch of FIG. In the conventional switch described with reference to FIG. 7, it is necessary to dispose the lighting device 190 to the side of the push button portion 131, so that it may be difficult to see the light from the outside.
  • the switch 10 ⁇ / b> A in this example is guided through the push button portion 31 because the illumination device 50 is disposed directly below the central portion 33 of the push button portion 31. Actually, since the central portion 33 of the push button portion 31 is pressed by a finger and the finger blocks the illumination, the positions of the illumination device 50 and the central portion 33 of the push button portion 31 may be shifted.
  • the switch 10B in FIG. 6A is a type in which one keypad 30 is provided with one push button portion.
  • the keypad 30 of this switch has a push button part 31 whose upper surface is pressed and a base part 38 joined to the substrate 40.
  • the push button portion 31 is formed in a dome shape having substantially the same thickness, and a downwardly protruding protrusion 34 is formed at the center of the lower surface.
  • the dome plate 20 is bonded to the protrusion 34.
  • the base portion 38 is bonded to the upper surface of the substrate 40.
  • the switch 10 ⁇ / b> C in FIG. 6B is of a type incorporated in the outer case 60.
  • the keypad 30 of this switch has a push button part 31 whose upper surface is pressed and a base part 38 joined to the substrate 40.
  • the push button portion 31 includes a central portion 33 and a thin portion (skirt portion) 35 that supports the central portion 33 on the base portion 38.
  • the central portion 33 has a flat rectangular parallelepiped shape, and a projecting portion 34 projecting downward is formed at the center of the lower surface.
  • the dome plate 20 is bonded to the protrusion 34.
  • the exterior case 60 has an opening 61 through which the push button portion 31 is exposed.
  • FIG. 6C has a structure similar to that of the switch 10B in FIG. 6A, but the side end face of the keypad 30 and the side end face of the substrate 40 are made fluid-tight by a seal 70.
  • FIG. This provides a waterproof function.

Abstract

　【課題】 部品点数が少なく、薄型化が可能であり、明確なクリック感を得られる２段式スイッチを提供する。 【解決手段】 ２段式スイッチ（１０）は、可動接点であるクリックドーム板（２０）と、ドーム板（２０）のドーム上面に接合されたキーパッド（３０）と、基板（４０）上に形成された固定接点（４１）と、を備える。固定接点（４１）は、１段目固定接点（４２）と２段目固定接点（４３）を有する。キーパッド（３０）を押圧操作していない状態では、ドーム板（２０）はいずれの固定接点にも接触していない浮揚状態にある。キーパッド（３０）の１段目の押圧操作によって、該パッド（３０）が変形してドーム板（２０）が１段目固定接点（４２）と接触し、キーパッド（３０）の２段目の押圧操作によって、ドーム板（２０）がクリック感を伴って変形して２段目固定接点（４３）と接触する。

Description

２段式スイッチ
　本発明は、２段式のスイッチに関する。特には、部品点数が少なく、薄型化が可能な２段式スイッチに関する。
　２段式のスイッチは、１段目の押圧動作とそれに続く２段目の押圧動作により、それぞれ別の内容を実行するスイッチであり、ステアリングホイールなどの車載機器や家電製品の制御用に使用されている。例えば、１段目の押圧動作によって、どのスイッチが押されたかがわかるように該スイッチ又は該スイッチに記された情報や表示を発光させ、２段目の押圧動作によって、その情報や表示に従った動作を実行する。あるいは、１段目の押圧動作によって、どのスイッチが押されたかを示す情報をディスプレイ等に表示し、２段目の押圧動作によって、表示された内容を実行する。この場合、ディスプレイを常時作動させておく必要がないので、省電力化も可能である。
　このような２段式スイッチには、押しボタン式のスイッチと、液晶タッチパネルを使用したスイッチなどがある。２段式スイッチの一例を図７に示す。
　この例の２段式スイッチ１００は、押圧操作される押しボタン部１３１が形成されたキーパッド１３０と、押しボタン部１３１の下方に配置された第１のスイッチ部１４０と、第１のスイッチ部１４０の下方に、上下方向に移動可能に支持されたアクチュエータ１５０と、アクチュエータ１５０の下方に配置された第２のスイッチ部１６０と、を有する。第１のスイッチ部１４０、アクチュエータ１５０及び第２のスイッチ部１６０は、基板１７０の上面に配置されたケース１８０に支持されている。ケース１８０、アクチュエータ１５０、第１のスイッチ部１４０及びキーパッド１３０は、透明あるいは半透明の材料で作製される場合もある。
　第１のスイッチ部１４０は、この例ではフレキシブル基板であり、押しボタン部１３１の直下の部分が空間を挟んだ上下２層構造となっている。上層と下層とを接触させることによりスイッチがＯＮとなり、ケース１８０に備えられた照明装置１９０が発光する。第２のスイッチ部１６０は、この例では、一般的なスイッチであり、スイッチが押圧されることにより、各種の動作が行われる。
　この２段式スイッチ１００の動作を説明する。押しボタン部１３１の１段目の押圧動作によって、フレキシブル基板１４０の２層構造部が下方に押され、同２層構造部が押しボタン部１３１の下面とその下方のアクチュエータ１５０の上面とによって挟まれて、上下層が接触してスイッチがＯＮとなる。これにより、照明装置１９０が発光する。光は、ケース１８０やアクチュエータ１５０、キーパッド１３０を通って外部に照射される。押しボタン部１３１の２段目の押圧動作により、フレキシブル基板１４０とアクチュエータを介して第２のスイッチ１６０が押され、各種動作が行われる。
　一方、１段の押圧操作を行うスイッチとしては、クリックドーム板を使用するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ドーム板の外周縁は、基板の上面に接触している。ドーム板の頂点付近を押圧すると、ドーム板の頂部が弾性変形により凹んで、頂点付近の部分が基板上に配設された接点に接触する。このドーム板の弾性変形によりクリック感を生じさせる。
　一方の液晶タッチパネルを使用したスイッチには、静電容量式あるいは感圧式のセンサが使用される。パネルには様々な情報が表示されており、所望の情報が表示された部分が押されるとその情報がパネルに表示される。さらに所定の部分を押すと、その情報に関連する動作が実行される。
特開平８－３３５４２４号公報
　図７に示した２段式スイッチは、部品点数が比較的多く、構造上ある程度の厚さが必要となる。また、薄型化するために高価なフレキシブル基板が使用されている。さらには、照明装置を装備させる場合は、照明装置を押しボタン部の直下の部分に配置することができないので、周囲のケーシングに配置せざるを得ず、十分な照明性能が得られない。
　また、液晶タッチパネルを使用する場合は、スイッチをＯＮにしたときに、どのスイッチが押されたかを示す情報を表示するディスプレイを兼ねることができる。ただし、スイッチをＯＮしたときの明確な操作感を得られない。また、静電容量式の場合、手が濡れている場合や手袋をしている場合等静電電圧が変化した場合や温度変化によって、正常に動作しない場合がある。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、部品点数が少なく、薄型化が可能であり、明確なクリック感を得られる２段式スイッチを提供することを目的とする。
　本発明の２段式スイッチは、　可動接点を有するクリックドーム板と、　該ドーム板のドーム上面に接合されたキーパッドと、　前記可動接点と対向する固定接点と、を備えるスイッチであって、　前記固定接点が、１段目固定接点及び２段目固定接点を有し、　前記キーパッドを押圧操作していない状態においては、前記ドーム板は前記パッドに保持されて、いずれの前記固定接点にも接触していない浮揚状態にあり、　前記キーパッドの１段目の押圧操作による該パッドの変形によって、前記ドーム板の可動接点が前記１段目固定接点と接触し、　前記キーパッドの２段目の押圧操作による、前記ドーム板のクリック感を伴う変形によって、前記ドーム板の可動接点が前記２段目固定接点と接触する、ことを特徴とする。
　本発明によれば、最低限必要な構成部品は、キーパッド、ドーム板及び固定接点が形成された基板の３部品であり、従来の一般的な２段式スイッチに比べて部品数を減らすことがでる。さらに、高価なフレキシブル基板などを使用しないため、安価に製造できる。また、各部品の厚さが比較的薄いので、薄型化も可能である。
　このスイッチにおいては、１段目の押圧動作でキーパッドが変形して１段目固定接点が導通する。この押圧動作は、ストロークに対して反力の上昇度合いが少ない。その後、２段目の押圧動作でまずキーパッドが上下方向に圧縮される。この動作は、反力の上昇度合いが大きいものとすることができる。そして、反力がピークに達するとドーム板が凹んで２段目固定接点が導通する。この動作は、ストロークが短く、反力が急激に減少して、クリック感を生じるものとすることができる。このように、１段目の押圧動作と２段目の押圧動作との押圧特性が異なるものとできるので、各スイッチ動作が行われたことを明確に感じることができる。
　具体的には、１段目の押圧動作により、スイッチが押されたことを視認可能な方法で表示（所定の部分を発光させる、ディスプレイに表示させるなど）したり、音声で知らせるなどの予備操作を行うこともできる。そして、２段目の押圧動作で、押されたスイッチに関連する内容を実行する本操作を行うこともできる。
　また、キーパッドに防塵機能や水密機能を付加できるので、スイッチの信頼性を高めることもできる。さらに、濡れた指や手袋などを装着していた場合も操作性が変わらない。さらは、温度変化も関係ないので、より信頼性が高い。
　本発明においては、　前記キーパッドの１段目の押圧操作により、該操作が行われたことを操作者に視覚あるいは聴覚で認識させる予備動作を行い、　前記キーパッドの２段目の押圧操作により本動作を行うこととできる。
　なお、本動作とは、スイッチを押すことによって本来実行される動作であり、予備動作とは、この本動作を実行するために予め行われる動作である。例えば、前述のステアリングホイールに設けられたスイッチの場合、予備動作は、どのスイッチが押されたかを示す情報をフロントパネルのディスプレイに表示する動作であり、本動作は、表示された内容を実行するという本来の動作である。
　本発明においては、　前記ドーム板に貫通孔が形成されているか、前記ドーム板が透明あるいは半透明な材料で作製されており、　前記キーパッドが透明あるいは半透明な材料で作製されており、　前記ドーム板の下方に光源が配置されていることとできる。
　本発明によれば、１段目の押圧動作によって光源を発光させると、ドーム板に貫通孔を形成した場合は光がドーム板の貫通孔を通り、ドーム板を透明あるいは半透明な材料で作製した場合はドーム板を透過し、キーパッドを通して照射される。また、押圧部の位置と発光部の位置とを異ならせれば、指で押した箇所と異なる箇所を発光させることもできる。あるいは、透明あるいは半透明な材料で作製されたキーパッドの上面に遮光性の被膜を形成し、光を通過させたい文字や柄の部分をレーザーで抜けば、文字や柄が光って見える。このように多様な照明が可能となる。
　本発明においては、　一枚の前記キーパッドに、複数枚の前記ドーム板が接合されており、複数のスイッチ部が形成されていることとできる。
　本発明によれば、一枚のキーパッドに複数のスイッチ部を備えることができるので、シンプルな外観を実現できる。また、キーパッドを共用できるので、コストも低下する。さらには、スイッチ間にスキマやスリットが存在しないので、防水性や防塵性を得られる。
　以上の説明から明らかなように、本発明の２段式スイッチの最低限必要な構成部品は、キーパッド、ドーム板及び固定接点が形成された基板の３部品であり、従来の一般的な２段式スイッチに比べて部品数が少ない。さらに、高価なフレキシブル基板などを使用しないため、安価に製造できる。また、各部品の厚さが比較的薄いので、薄型化も可能である。
本発明の第１の実施の形態に係る２段式スイッチを示す図であり、図１（Ａ）は２段式スイッチの側断面図、図１（Ｂ）は固定接点の平面図である。 図１の２段式スイッチを備えたタッチパネルを示す平面図である。 図１の２段式スイッチのスイッチ動作を示す図である。 図３のスイッチ動作中のストロークと反力との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係る２段式スイッチを示す側断面図である。 本発明の２段式スイッチの変形例を示す図である。 従来の２段式スイッチの一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　まず、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る２段式スイッチを備えたタッチパネルについて説明する。
　この例のタッチパネル１は、１段目の押圧動作によって、どのスイッチが押されたかを表示する情報を、同パネルと別の場所に設置されているディスプレイ等に表示し、２段目の押圧動作によって、表示された内容を実行するタイプのものである。具体例としては、ステアリングホイールの制御盤に設けられて、１段目の押圧動作によって、どのスイッチが押されたかを示す情報がフロントパネルのディスプレイに表示され、２段目の押圧動作によって、表示された内容が実行される。
　この例においては、タッチパネル１は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つのモードから一つのモードを選択する。パネルの“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”と印刷された部分の各々が２段式スイッチ１０を形成している。例えば、１段目の押圧動作として“Ａ”と印刷されている部分を押すと、フロントパネルのディスプレイに“Ａモード”と表示される。そして、２段目の押圧操作を行うと、クリック感が得られるとともに“Ａモード”の内容が実行される。
　図１を参照して、本発明の実施の形態に係る２段式スイッチを説明する。
　２段式スイッチ１０は、クリックドーム板２０と、キーパッド３０と、基板４０上に形成された固定接点４１と、を有する。
　ドーム板２０は、平面形状が円形の、薄いドーム状の形状である。ドーム板２０は、ドームの上面（例えば頂点の近傍）を押すと弾性変形して凹み、離すと元の形状に復元する材料で作製される。この弾性変形時に、使用者にクリック感を与える。このような材料としては、金属（例えばステンレス鋼や銅合金（リン青銅）など）、あるいは、プラスチック（例えばＰＥＴやＰＣなど）からなる板（例として、金属製の場合は厚さ４０μｍ～７５μｍ、プラスチック製の場合は厚さ７５μｍ～１２５μｍ）が挙げられる。ドーム板２０は、このような板をドーム状に成形して作製される。
　ドーム板２０を金属板で作製する場合には、ドーム板２０の下面（固定接点に対向する面）の全表面が可動接点となる。また、プラスチックで作製する場合は、下面の全表面、あるいは、下面の、弾性変形時に基板４０の上面に形成された２種類の固定接点４１（詳細後述）に接する２箇所の部分に導電性インクを印刷することにより可動接点を形成する。
　キーパッド３０は、シート状の部材であり、弾性を有する材料（例えばシリコンゴムやエラストマー）などで作製される。図２に示したタッチパネルの場合、一枚のキーパッド３０が全ての２段式スイッチ１０に共通に使用される。このキーパッド３０は、前述のように、ケースやボード（ステアリングホイール）に開けられた窓にはめ込まれて、外周部が窓の周囲の部分の裏面に固定される。
　キーパッド３０の所定の部分には、押しボタン部３１が形成されている。押しボタン部３１は、厚肉の中央部３３と、その周囲の薄肉部（クリック感を出すスカート形状でもよい）３５とを有する。中央部３３の上面はなだらかな凸状となっており、同面に“Ａ”（又は“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”）の文字が印刷されている（図２参照）。中央部３３の下面の中央には、下に凸の突部３４が形成されている。この突部３４に、ドーム板２０の上面の頂点近傍の部分が接着剤などにより接合されている。
　基板４０は、例えば両面にプリント回路が印刷されたＰＣＢ基板であり、キーパッド３０の下方に配置される。この際、キーパッド３０の押しボタン部３１に接合されたドーム板２０と、基板４０の上面との間には間隔が開いており、ドーム板２０のいずれの部分も基板４０に接触していない。
　基板４０の上面には、固定接点４１が形成されている。固定接点４１は、図１（Ｂ）に示すように、外周の１段目固定接点４２と、その中央の２段目固定接点４３とを有する。
　１段目固定接点４２は、ドーム板２０の外周部に対向するように配設されている。同固定接点４２は、リングを半割にした２個の半割部４２ａ、４２ｂを有する。各半割部は、基板４０の上面において各々回路に接続されている。
　２段目固定接点４３は、キーパッド３０の押しボタン部３３の下突部３４の外周部に対向するようにリング状に配設されている。この固定接点４３は、基板４０を貫通して裏面の回路４４に接続されている。
　各部の寸法例を説明する。
　押しボタン部３１の中央部３３の厚さＨ１：３．３ｍｍ、
　押しボタン部３１の上面凸部の高さＨ２：０．５ｍｍ、
　押しボタン部３１の薄肉部３５の厚さＨ３：０．８ｍｍ、
　押しボタン部３１の下突部３４の高さＨ４：０．８ｍｍ、
　ドーム板２０の高さＨ５：０．３５ｍｍ、
　ドーム板２０の最下部と基板４０の上面間の間隔Ｈ６：０．４ｍｍ。
　この場合、このスイッチの高さ（基板４０の上面から押しボタン部３１の最上面までの高さ）は、４．０５ｍｍとなる。なお、ドーム板２０の最下部と基板４０の上面間の間隔Ｈ６は調整可能である。
　図３を参照してこのスイッチの動作を説明する。同時に、図４を参照して、スイッチの押圧動作時に押しボタン部にかけられるストロークと荷重（反力）との関係を説明する。図のグラフにおいて、縦軸は荷重（反力）、横軸はストロークを示す。
　図１（Ａ）に示す待機状態において、１段目の押圧動作によりキーパッド３０の押しボタン部３１の中央部３３が押されると、図３（Ａ）に示すように、その周囲の薄肉部３５が変形して中央部３３が下降し、まず、ドーム板２０の外周部が、基板４０の１段目固定接点４２に接触する。これにより、１段目固定接点４２の各半割部４２ａ、４２ｂがドーム板２０を介して導通し、１回目の作業が行われる。例えば、フロントパネルに搭載されたディスプレイに、“Ａモード”と表示される。この際、図５のグラフのａの部分に示すように、ストロークに対して反力の上昇度合いは低い。このストロークの長さは、図１（Ａ）において、ドーム板２０の最下部と基板４０の上面との間隔Ｈ６を調整することにより変更できる。
　次に、２段目の押圧動作によりさらに中央部３３が押されると、図３（Ｂ）に示すように、中央部３３が上下方向に圧縮される。この間、図４のグラフのｂの部分に示すように、反力はやや急に上昇する。
　そして、この反力がピークＰ１に達すると、図３（Ｃ）に示すように、ドーム板２０が弾性変形してほぼ平坦な姿勢に凹む。この際、図４のグラフのｃの部分に示すように、ストロークは短く反力が急激に減少する。この反力の急激な低下により、クリック感が生じる。同時に、図３（Ｃ）に示すように、ドーム板２０の中央部が、基板４０の２段目固定接点４３に接触する。これにより２段目固定接点４２と１段目固定接点４３とがドーム板２０を介して導通し、２回目の作業が行われる。例えば、“Ａモード”の内容が実行される。
　押しボタン部３１の中央部３３の押圧を解除すると、押しボタン部３１とドーム板２０はもとの姿勢に戻る。
　このスイッチの利点を以下に示す。
（１）部品点数が、基本的にはキーパッド３０、ドーム板２０及び基板４０の３点であり、高価なフレキシブル基板などを使用しないので、安価に製造できる。さらに、薄型化も可能である。
（２）ドーム板２０の変形により明確なクリック感を得られる。
（３）キーパッド３０の表面に文字や図形を印字でき、別に外装パネルなどを使用する必要がないため、部品点数の低減や薄型化が可能となる。
（４）一枚のキーパッド３０で複数のスイッチを構成できる。この場合、スイッチ間にスキマや段差などが生じないので、防塵、防滴機能を有する。
（５）キーパッド３０の表面に凹凸部を設けた場合は、ブラインドタッチが可能となる。特にステアリングホイールの制御盤に搭載する際は運転者が手元を見づらいので、ブラインドタッチしてその内容を運転者が見やすい位置に設けられたフロントパネルに表示させることにより、運転者が確認しやすくなる。
（６）比較的軽いタッチで１段目の押圧操作を行うこともできる。
　図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る２段式スイッチを説明する。
　この例のスイッチ１０Ａは、１段目の押圧動作によって、どのスイッチが押されたかがわかるように該スイッチ又は該スイッチに記された情報や表示を発光させ、２段目の押圧動作によって、その情報や表示に従った動作を実行するタイプのタッチパネルに適用される。
　この例のスイッチ１０Ａも図１のスイッチ１０と同様に、キーパッド３０、ドーム板２０及び基板４０とから構成される。図１の各部品と異なる点のみ説明する。
　ドーム板２０は、図１のスイッチのドーム板と同様の構造であるが、中央に開口２１が開けられている。なお、ドーム板２０を透明あるいは半透明な材料で作製できる場合は、必ずしも開口２１を開けなくてもよい。
　キーパッド３０も図１のスイッチのキーパッドと同様であるが、押しボタン部３１の下突部３４の中央に、ある程度の深さの穴部３７が形成されている。また、キーパッド３０は透明あるいは不透明な材料で作製される。ドーム板２０は、穴部３７の周りのリング状の部分の下面に接着されている。
　さらに、基板４０の、キーパッド３０の押しボタン部３１の下突部３４の中央に対向する位置には、貫通孔４５が開けられている。そして、貫通孔４５の下方にはＬＥＤランプ５０などの照明装置が取り付けられている。このＬＥＤランプ５０は、１段目の固定接点４２に接続しており、同固定接点４２が導通したときに照明する。
　図５（Ａ）に示すスイッチ１０Ａの動作を説明する。
　１段目の押圧動作によりキーパッド３０の押しボタン部３１の中央部３３が押されると、前述の例と同様に、中央部３３が下降し、ドーム板２０の外周部が、基板４０の１段目固定接点４２に接触する。これにより、１段目固定接点４２の各半割部がドーム板２０を介して導通し、ＬＥＤランプ５０が発光する。発せられた光は、基板４０の貫通孔４５、ドーム板２０の開口２１を通ってキーパッド３０の押しボタン部３１に形成された穴部３７に入り、押しボタン部３１を発光させる。次に、２段目の押圧動作によりさらに中央部３３が押されると、下突部３４がドーム板２０を基板４０に対して押し付け、ドーム板２０がほぼ平坦な姿勢に変形する。これにより２段目固定接点４２と１段目固定接点４３とがドーム板を介して導通し、２回目の動作が行われる。
　図５（Ｂ）に示すスイッチ１０Ａは、キーパッド３０の上面に遮光性を有する被膜５５
が塗装されている。そして、押しボタン部３３の上面の被膜５５に、光らせたい文字（例えば図２のパネルの“Ａ”や“Ｂ”）や柄の形状にマーキングレーザー等で文字抜きされている。文字抜きされた部分を符号５６で示す。この場合、ＬＥＤランプ５０から発せられた光が文字抜きされた部分５６から上方に照射されて、文字や柄が光って見える。
　この例のスイッチ１０Ａは、図１のスイッチの利点の他に以下の利点を有する。
　図７で説明した従来例のスイッチにおいては、照明装置１９０を押しボタン部１３１の側方に配置する必要があったので、外側から光を見づらい場合があった。一方、この例のスイッチ１０Ａは、押しボタン部３１の中央部３３の真下に照明装置５０が配置されるので、押しボタン部３１を通して導光される。なお、実際には、押しボタン部３１の中央部３３は指で押されており指が照明を遮るので、照明装置５０と押しボタン部３１の中央部３３の位置をずらしてもよい。
　次に、図６を参照して本発明の２段式スイッチの変形例を説明する。
　図６（Ａ）のスイッチ１０Ｂは、一枚のキーパッド３０に一個の押しボタン部を設けたタイプのものである。このスイッチのキーパッド３０は、上面が押される押しボタン部３１と、基板４０に接合されるベース部３８とを有する。押しボタン部３１はほぼ同じ厚さのドーム状に形成されており、下面の中央に、下に凸の突部３４が形成されている。この突部３４にドーム板２０が接着されている。ベース部３８は基板４０の上面に接合されている。
　図６（Ｂ）のスイッチ１０Ｃは、外装ケース６０内に組み込まれるタイプのものである。このスイッチのキーパッド３０は、上面が押される押しボタン部３１と、基板４０に接合されるベース部３８とを有する。押しボタン部３１は、中央部３３と、中央部３３をベース部３８に支持する薄肉部（スカート部）３５とを有する。中央部３３は平たい直方体状であり、下面の中央に、下に凸の突部３４が形成されている。この突部３４にドーム板２０が接着されている。
　外装ケース６０には、押しボタン部３１が露出する開口６１が開けられている。
　図６（Ｃ）のスイッチ１０Ｄは、図６（Ａ）のスイッチ１０Ｂと同様の構造であるが、キーパッド３０の側端面と基板４０の側端面とがシール７０によって液密とされている。これにより防水機能が得られる。
　１　タッチパネル　　　　　　　　　　１０　２段式スイッチ
２０　クリックドーム板（ドーム板）　　２１　開口
３０　キーパッド　　　　　　　　　　　３１　押しボタン部
３３　中央部　　　　　　　　　　　　　３５　薄肉部
３４　下突部　　　　　　　　　　　　　３８　ベース部
４０　基板　　　　　　　　　　　　　　４１　固定接点
４２　１段目固定接点　　　　　　　　　４３　２段目固定接点
４４　回路　　　　　　　　　　　　　　４５　貫通孔
５０　ＬＥＤランプ　　　　　　　　　　６０　外装ケース
６１　開口　　　　　　　　　　　　　　７０　シール

Claims (4)

  1. 　可動接点を有するクリックドーム板と、
    　該ドーム板のドーム上面に接合されたキーパッドと、
    　前記可動接点と対向する固定接点と、
    を備えるスイッチであって、
    　前記固定接点が、１段目固定接点及び２段目固定接点を有し、
    　前記キーパッドを押圧操作していない状態においては、前記ドーム板は前記パッドに保持されて、いずれの前記固定接点にも接触していない浮揚状態にあり、
    　前記キーパッドの１段目の押圧操作による該パッドの変形によって、前記ドーム板の可動接点が前記１段目固定接点と接触し、
    　前記キーパッドの２段目の押圧操作による、前記ドーム板のクリック感を伴う変形によって、前記ドーム板の可動接点が前記２段目固定接点と接触する、
    ことを特徴とする２段式スイッチ。
  2. 　前記キーパッドの１段目の押圧操作により、該操作が行われたことを操作者に視覚あるいは聴覚で認識させる予備動作を行い、
    　前記キーパッドの２段目の押圧操作により本動作を行うことを特徴とする２段式スイッチ。
  3. 　前記ドーム板に貫通孔が形成されているか、前記ドーム板が透明あるいは半透明な材料で作製されており、
    　前記キーパッドが透明あるいは半透明な材料で作製されており、
    　前記ドーム板の下方に光源が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の２段式スイッチ。
  4. 　一枚の前記キーパッドに、複数枚の前記ドーム板が接合されており、複数のスイッチ部が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の２段式スイッチ。
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