シートスイッチ、検出機構およびカードリーダ
【課題】上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に適したシートスイッチを提供すること。
【解決手段】シートスイッチ１１は、導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極１５と、接点電極１５に対向配置される対向電極２１と、対向電極２１の、接点電極１５に対向する対向側と反対側に絶縁性部材１８、２５を介して配置される金属製の金属シート２０とを備えている。このシートスイッチ１１は、接点電極１５と対向電極２１とが接触すると、導通状態となる。
【解決手段】シートスイッチ１１は、導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極１５と、接点電極１５に対向配置される対向電極２１と、対向電極２１の、接点電極１５に対向する対向側と反対側に絶縁性部材１８、２５を介して配置される金属製の金属シート２０とを備えている。このシートスイッチ１１は、接点電極１５と対向電極２１とが接触すると、導通状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートスイッチ、このシートスイッチを備える検出機構およびこの検出機構を備えるカードリーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気カードやＩＣカード等のカードに記録された情報の再生やカードへの情報の記録を行うカードリーダは、たとえば、ＡＴＭ等の上位装置に下位装置として搭載されている。この種のカードリーダとして、偽造を目的としてカード内の情報を再生しようとする各種の不正行為（タンパー行為）を防止するための構成を備えたＩＣカードリーダが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のＩＣカードリーダでは、上位装置からＩＣカードリーダが取り外され、暗号ボードに対して物理的な攻撃が行われると、かかる攻撃がタンパースイッチによって検出され、暗号ボード内の鍵情報が自動的に消去される。
【０００４】
また、近年、タンパー行為を防止するため、ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格に準拠したカードリーダが市場で求められている。ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格を満足するための要件として、カードリーダが上位装置から取り外されたことを検知しなければならないという要件が規定されている。
【０００５】
なお、従来から、電気機器の操作部分に使用される薄くて軽いスイッチとして、シートスイッチが知られている（たとえば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載のシートスイッチは、接点電極が取り付けられる樹脂製の表面シートと、接点電極に対向配置される対向電極が取り付けられる樹脂製の対向シートとを備えている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８０２４４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格を満足するためには、カードリーダが上位装置から取り外されたことを検知しなければならない。また、カードリーダのセキュリティ性能をより高めるために、カードリーダが上位装置の取付部からわずかに浮いただけで、上位装置からカードリーダが取り外されたことを検出できることが好ましい。
【０００８】
そこで、本願発明者は、上述のようなシートスイッチを、上位装置からのカードリーダの取り外しを検出するための検出機構へ適用することを試みた。具体的には、接点電極と対向電極とが接触している状態で、カードリーダが上位装置に固定され、かつ、カードリーダが上位装置から取り外されると、接点電極と対向電極とが離れるように、シートスイッチを配置した。
【０００９】
しかしながら、従来のシートスイッチをそのまま用いると、一定条件下においては、上位装置からカードリーダが取り外されたことを適切に検出できないことが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、特に高温環境下では、表面シートや対向シートがクリープ変形してしまうため、カードリーダが上位装置から取り外されても、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなることが本願発明者の検討によって明らかになった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に適したシートスイッチを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるシートスイッチを備える検出機構、および、かかる検出機構を備えるカードリーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のシートスイッチは、導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極と、接点電極に対向配置される対向電極と、対向電極の、接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置される金属製の金属シートとを備え、接点電極と対向電極とが接触して導通することを特徴とする。
【００１２】
本発明のシートスイッチでは、接点電極は、導電性を有する金属によってドーム状に形成されている。すなわち、接点電極は、樹脂製のシートに取り付けられていない。そのため、接点電極が取り付けられる樹脂製のシートがクリープ変形するといった問題が生じない。また、接点電極は金属で形成されているため、高温環境下でもクリープ変形しにくい。
【００１３】
また、本発明のシートスイッチでは、金属シートが、対向電極の、接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置されている。そのため、たとえば、対向電極が樹脂製のシートに取り付けられている（あるいは形成されている）場合であっても、このシートが変形しにくくなり、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力がこのシートの一部分に集中しにくくなる。したがって、対向電極が取り付けられるシートはクリープ変形しにくくなる。
【００１４】
このように、本発明では、接点電極側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。その結果、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に本発明のシートスイッチを用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。すなわち、本発明のシートスイッチは、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に適したものとなる。
【００１５】
本発明において、シートスイッチは、接点電極の表面を覆う絶縁性の表面シートを備え、表面シートは、接点電極に接着されていない状態で接点電極に接触していることが好ましい。この場合には、たとえば、シートスイッチは、対向電極に接続される導電性パターンの表面を覆うカバーシートと、接点電極が配置される配置孔が形成され表面シートとカバーシートとの間に配置されるスペーサとを備え、表面シートは、スペーサに接着されている。
【００１６】
このように構成すると、接点電極を保護するための表面シートがたとえクリープ変形したとしても、接点電極は、表面シートのクリープ変形の影響を受けにくくなる。したがって、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を確実に防止することが可能になる。
【００１７】
本発明において、接点電極は、バネ性を有する金属材料で形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極への押圧力を除去すれば、接点電極の弾性復帰力によって、接点電極と対向電極とを確実に離すことが可能になる。
【００１８】
本発明において、接点電極および金属シートは、ステンレス鋼で形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極は、よりクリープ変形しにくくなる。また、ステンレス鋼板のヤング率は比較的大きいため、このように構成すると、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力が金属シートにかかっても、金属シートは永久変形しにくくなる。したがって、たとえば、対向電極が樹脂製のシートに取り付けられている場合であっても、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力を樹脂製のシート上で分散させやすくなる。
【００１９】
本発明のシートスイッチは、金属シートが当接する緩衝部材を備える検出機構に用いることができる。この検出機構では、接点電極側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。したがって、上位装置からの下位装置の取り外しの検出にこの検出機構を用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。
【００２０】
また、この検出機構は、金属シートに当接する緩衝部材を備えているため、たとえば、下位装置の取付面よりも突出させた状態でシートスイッチを配置しても、シートスイッチの破損を防止することが可能になる。そのため、下位装置の取付面よりも突出させた状態でシートスイッチを配置することができる。したがって、シートスイッチに当接する上位装置の当接部の寸法がばらついても、この当接部を確実にシートスイッチに接触させて、接点電極と対向電極とを接触させることが可能になる。
【００２１】
本発明において、検出機構は、緩衝部材を保持するための保持部材を備え、保持部材には、緩衝部材が配置される配置凹部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、緩衝部材を容易に位置決めすることが可能になり、検出機構を容易に組み立てることが可能になる。
【００２２】
本発明において、緩衝部材には、接点電極と対向電極との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、緩衝部材の外周面の全周が配置凹部の壁面に接触するのを避けるための切欠部とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極と対向電極とが接触しているときに、緩衝部材を変形させて、接触圧受け部にかかる応力を逃がすことが可能になる。したがって、対向電極が取り付けられるシートに過剰な応力がかかりにくくなり、対向電極が取り付けられるシートのクリープ変形を防止しやすくなる。
【００２３】
本発明において、緩衝部材は、接触受け部を中心にして略十字形状に形成される十字形状部を備え、十字形状部の少なくとも一端は、配置凹部の壁面に接触可能となっていることが好ましい。このように構成すると、接触圧受け部にかかる応力を逃がしつつ、緩衝部材を容易に位置決めすることが可能になる。
【００２４】
本発明の検出機構では、たとえば、上位装置に下位装置が取り付けられている状態では、接点電極と対向電極とが接触し、上位装置から下位装置が取り外されると、接点電極と対向電極とが離れる。この検出機構は、接点電極と対向電極とが接触している状態で、上位装置に取り付けられるカードリーダに用いることができる。このカードリーダでは、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することができるため、上位装置からカードリーダが取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明のシートスイッチを、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。また、本発明の検出機構を上位装置からの下位装置の取り外しの検出に用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。さらに、本発明のカードリーダでは、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することができるため、上位装置からカードリーダが取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（カードリーダの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカードリーダ１の斜視図である。図２は、図１に示すカードリーダ１が取り付けられる上位装置５の概略構成を示す斜視図である。図３は、図１に示すカードリーダ１の背面の一部を示す斜視図である。
【００２８】
本形態のカードリーダ１は、図１に示すように、カード２が挿入、排出されるカード挿入排出部３と、カード２に記録された情報の再生および／またはカード２への情報の記録を行うカード処理部４とを備えている。このカードリーダ１は、図２に示すように、ＡＴＭやＫｉｏｓｋ端末等の上位装置５に取り付けられている。
【００２９】
カード２は、たとえば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカードである。このカード２の表面には、たとえば、磁気情報が記録される磁気ストライプが形成されている。また、たとえば、カード２の表面には、ＩＣチップが固定されている。なお、カード２には、通信用のアンテナが内蔵されても良い。また、カード２の表面には、感熱方式によって印字が行われる印字部が形成されても良い。また、カード２は、厚さが０．１８〜０．３６ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）カードであっても良いし、所定の厚さの紙カード等であっても良い。
【００３０】
カード挿入排出部３は、上位装置５のフロントパネル６に形成される開口に配置される露出部３ａを備えている。露出部３ａは、カード挿入排出部３の本体部３ｂから図１の紙面手前側に突出するように形成されている。また、露出部３ａには、カード２が挿入、排出されるカード挿入排出口３ｃが形成されている。
【００３１】
図１における露出部３ａの左右両側には、カードリーダ１を上位装置５に取り付けるための取付部３ｄが形成されている。取付部３ｄには、カードリーダ１を上位装置５に固定するためのネジ（図示省略）が挿通される挿通孔３ｅが形成されている。
【００３２】
カード処理部４は、磁気ヘッド、ＩＣ接点および／または通信用アンテナ等の情報の記録や再生を行うための記録再生手段を備えている。カード処理部４の本体フレームの背面（図１の紙面奥側の面）には、図３に示すように、本体フレームの背面から窪む取付凹部４ａが形成されている。この取付凹部４ａの底面は、カードリーダ１を上位装置５に取り付けるための取付面（取付基準面）４ｂとなっている。また、取付凹部４ａの中には、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出するための検出機構７が配置されている。検出機構７およびその周辺部の詳細な構成については後述する。
【００３３】
なお、カード処理部４は、カード処理部４内でカード２を搬送するためのカード搬送機構を備えていても良いし、カード搬送機構を備えていなくても良い。すなわち、カードリーダ１は、カード自走式のカードリーダであっても良いし、手動式のカードリーダであっても良い。
【００３４】
（検出機構およびその周辺部の構成）
図４は、図３のＥ部の分解斜視図である。図５は、図３のＦ−Ｆ断面の断面図である。図６は、図４に示すシートスイッチ１１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図７は、図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。図８は、図７のＨ−Ｈ方向から対向電極２１を示す平面図である。図９は、図４に示す緩衝部材１２の平面図である。
【００３５】
図４に示すように、取付面４ｂには、検出機構７を構成する後述の緩衝部材１２が配置される略矩形状の配置凹部４ｃが窪むように形成されている。本形態では、図５に示すように、上位装置５に形成される当接突部５ａの先端面が取付面４ｂに当接した状態で、カードリーダ１が上位装置５にネジで固定されている。
【００３６】
検出機構７は、図４、図５に示すように、シートスイッチ１１と、緩衝部材１２とを備えている。
【００３７】
シートスイッチ１１は、図６（Ａ）に示すように、図６の左端側に配置される幅広部１１ａと、長尺状に形成され幅広部１１ａよりも幅の狭い幅狭部１１ｂとから構成されている。幅広部１１ａには、当接突部５ａの先端面に押されて窪むスイッチ部が形成されており、この幅広部１１ａは、取付凹部４ａの中に配置されている。また、幅狭部１１ｂは、図５に示すように、カードリーダ１の内部に向かって引き回されている。
【００３８】
このシートスイッチ１１は、図６、図７に示すように、幅広部１１ａに形成される上述のスイッチ部の一部を構成する接点電極１５と、接点電極１５の表面（図７の上面）を覆う表面シート１６と、導電性パターン１７が表面に形成された対向シート１８と、導電性パターン１７の表面（図７の上面）を覆うカバーシート１９と、対向シート１８の裏面（図７の下面）側に配置される金属シート２０とを備えている。図７に示すように、導電性パターン１７の左端側は、カバーシート１９によって覆われておらず露出している。この導電性パターン１７の露出部分は、接点電極１５に対向配置される対向電極２１となっている。
【００３９】
接点電極１５は、導電性を有する金属材料で形成されている。また、接点電極１５は、バネ性を有する金属材料で形成されている。具体的には、本形態の接点電極１５は、薄いステンレス鋼板で形成されている。また、接点電極１５は、ドーム状に形成されている。具体的には、接点電極１５は、図７の上側に向かって膨らむドーム状に形成されており、上側から押されると、下側に向かって窪む。また、接点電極１５は、上側からの押圧をやめると元のドーム形状に戻る。すなわち、接点電極１５は、上側からの押圧をやめると元の形状に自己復帰する。換言すると、接点電極１５に対する上側からの押圧力が除去されると、接点電極１５の弾性復帰力によって、接点電極１５が対向電極２１から離れて、接点電極１５と対向電極２１とが接触しないオフ状態となる。なお、接点電極１５はリン青銅等のバネ性を有する他の金属材料で形成されても良い。
【００４０】
図７における接点電極１５の下端の一部分は、薄いシート状に形成された絶縁シート２２に接触し、接点電極１５の下端の他の一部分は、カバーシート１９に接触している。本形態では、図６（Ａ）に示すように、２個の接点電極１５が幅広部１１ａに配置されており、２個の接点電極１５は、幅広部１１ａの一部を構成している。なお、幅広部１１ａに配置される接点電極１１は、１個であっても良いし、３個以上であっても良い。
【００４１】
表面シート１６は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、表面シート１６は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。この表面シート１６は、図７に示すように、接点電極１５が配置される配置孔２３ａが形成されたスペーサ２３の上面に接着されて固定されている。スペーサ２３は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されており、カバーシート１９および絶縁シート２２の上面に接着されて固定されている。表面シート１６およびスペーサ２３は、幅広部１１ａに配置されており、表面シート１６およびスペーサ２３は、幅広部１１ａの一部を構成している。
【００４２】
また、表面シート１６は、図７に示すように、接点電極１５に接触している。本形態では、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない。すなわち、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない状態で接点電極１５に接触している。
【００４３】
対向シート１８は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、対向シート１８は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、対向シート１８は、図６の左右方向に長い長尺状に形成されており（具体的には、シートスイッチ１１の左端から右端まで形成されており）、幅広部１１ａおよび幅狭部１１ｂの両者の一部を構成している。対向シート１８の右端側の上面には、図６（Ａ）に示すように、コネクタ接続部１８ａが形成されている。また、対向シート１８の右端側の下面には、図６（Ｂ）に示すように、ＰＥＴ等の樹脂で形成された補強板２４が固定されている。
【００４４】
導電性パターン１７は、たとえば、印刷された銀ペーストによって形成されている。また、導電性パターン１７は、図６（Ｂ）における接点電極１５の下方から対向シート１８の右端側まで形成されている。上述のように、導電性パターン１７の露出部分（図７の左端側）は、接点電極１５に対向配置される対向電極２１となっている。すなわち、対向電極２１は、図７に示すように、接点電極１５の下方に配置されている。図８に示すように、対向電極２１は、略半円状に形成されている。また、本形態では、１個の接点電極１５の下方に、一対の（すなわち、２個の）対向電極２１が互いに離れた状態で配置されている。
【００４５】
カバーシート１９は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、カバーシート１９は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、カバーシート１９は、図６の左右方向に長い長尺状に形成されており、幅広部１１ａおよび幅狭部１１ｂの両者の一部を構成している。
【００４６】
絶縁シート２２は、カバーシート１９と同様に、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、絶縁シート２２は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、絶縁シート２２は、カバーシート１９よりも厚く形成されている。
【００４７】
本形態では、カバーシート１９と絶縁シート２２とは一体で形成されており、図８に示すように、カバーシート１９および絶縁シート２２には、開口部３０が形成されている。また、円形状に形成される接点電極１５の下端は、この開口部３０の縁に載置されている。すなわち、接点電極１５の下端は、カバーシート１９および絶縁シート２２の開口部３０の縁に接触しており、接点電極１５と導電性パターン１７とは絶縁されている。なお、カバーシート１９と絶縁シート２２とは別体で形成されても良い。
【００４８】
金属シート２０は、薄いシート状に形成されている。本形態の金属シート２０は、薄いステンレス鋼板で形成されている。この金属シート２０は、粘着シート２５によって、対向シート１８の裏面に固定されている。粘着シート２５は、樹脂等の絶縁性材料で形成されている。また、金属シート２０は、幅広部１１ａのほぼ全域に配置されており、幅広部１１ａの一部を構成している。
【００４９】
以上のように構成されたシートスイッチ１１では、接点電極１５が図７の上側から押されて下側に向かって窪み、接点電極１５と一対の対向電極２１とが接触するとシートスイッチ１１が導通状態となる。すなわち、一対の対向電極２１が接点電極１５によって電気的に接続され、一対の対向電極２１の一方から他方に向かって電流が流れる。
【００５０】
なお、本形態では、２個の接点電極１５が幅広部１１ａに配置され、１個の接点電極１５の下方には、一対の対向電極２１が配置されている。そのため、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される一対の対向電極２１と接触したときにシートスイッチ１１が導通状態となっても良いし、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される一対の対向電極２１と接触したときにシートスイッチ１１が導通状態となっても良い。すなわち、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良い。
【００５１】
緩衝部材１２は、たとえば、ゴムで形成されている。本形態の緩衝部材１２は、永久圧縮歪みがほとんどなく、耐熱性、耐寒性に優れるととともに、耐候性、耐オゾン性および絶縁性に優れるゴムで形成されている。たとえば、緩衝部材１２は、シリコンゴムで形成されている。この緩衝部材１２は、図４に示すように、取付面４ｂに形成される配置凹部４ｃの中に配置され、配置凹部４ｃに保持されている。本形態のカード処理部４の本体フレームは、緩衝部材１２を保持するための保持部材である。
【００５２】
また、緩衝部材１２は、図９に示すように、略十字形状に形成される２個の十字形状部１２ａを備えている。本形態の緩衝部材１２は、この２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されている。具体的には、図９の上側に配置される十字形状部１２ａの下端と図９の下側に配置される十字形状部１２ａの上端とが接続されることで、緩衝部材１２が形成されている。すなわち、本形態の緩衝部材１２には、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触することがないように複数の矩形状の切欠部１２ｂが形成されており（図４、図９参照）、この切欠部１２ｂが形成されることで、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａからなる形状に形成されている。
【００５３】
図９の上側に配置される十字形状部１２ａの上端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。また、図９の下側に配置される十字形状部１２ａの下端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。また、十字形状部１２ａの中心は、接点電極１５と対向電極２１とが接触する位置に対応する位置（すなわち、図７における接点電極１５の下方）に配置される接触圧受け部１２ｃとなっている。
【００５４】
シートスイッチ１１は、図５に示すように、金属シート２０が緩衝部材１２に当接するように、取付凹部４ａの中に固定されている。具体的には、カードリーダ１が上位装置５に取り付けられていないときには、シートスイッチ１１の接点電極１５側が取付面４ｂよりも突出するように、シートスイッチ１１が取付凹部４ａの中に固定されている（図５参照）。
【００５５】
上述のように、上位装置５に形成される当接突部５ａの先端面が取付面４ｂに当接した状態で、カードリーダ１が上位装置５に固定されている。カードリーダ１が上位装置５に固定された状態では、図５の上方向に緩衝部材１２が縮む。また、この状態では、当接突部５ａの先端面がシートスイッチ１１の接点電極１５側に当接しており、接点電極１５と対向電極２１とが接触してシートスイッチ１１が導通状態となるまで、接点電極１５が押圧されて窪んでいる。すなわち、接点電極１５と対向電極２１とが接触してシートスイッチ１１が導通している状態で、カードリーダ１は、上位装置５に取り付けられている。
【００５６】
この状態で、カードリーダ１が上位装置５から取り外されると、接点電極１５への押圧力が除去されるため、接点電極１５の弾性復帰力によって、接点電極１５と対向電極２１とが離れて、シートスイッチ１１は導通しなくなる。すなわち、シートスイッチ１１が導通状態でなくなることで、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される。
【００５７】
なお、上述のように、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良い。すなわち、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出されても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出されても良い。
【００５８】
２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される場合には、検出機構７での誤検知を防止することが可能になる。また、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される場合には、一方の接点電極１５（および／またはその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１）に不良が発生しても、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことを検出することが可能になる。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、接点電極１５は、導電性を有する金属によってドーム状に形成されている。すなわち、接点電極１５は、樹脂製のシートに取り付けられていない。そのため、接点電極１５が取り付けられる樹脂製のシートがクリープ変形するといった問題が生じない。また、接点電極１５はステンレス鋼板で形成されているため、高温環境下でもクリープ変形しにくい。
【００６０】
また、本形態では、対向シート１８の裏面に金属シート２０が配置されている。そのため、カードリーダ１がフロントパネル６に固定されているときに縮んでいる緩衝部材１２に生じる反発力が樹脂製の対向シート１８の一部分に集中しにくくなる。したがって、対向シート１８はクリープ変形しにくくなる。特に本形態の金属シート２０は、ステンレス鋼板で形成されているため、緩衝部材１２に生じる反発力が金属シート２０にかかっても、金属シート２０は永久変形しにくくなる。したがって、緩衝部材１２に生じる反発力がより分散した状態で対向シート１８に伝達されやすくなる。
【００６１】
このように、本形態では、接点電極１５側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極２１側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。したがって、本形態の検出機構７では、接点電極１５と対向電極２１とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。その結果、本形態では、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【００６２】
本形態では、接点電極１５は、バネ性を有する金属材料で形成されている。そのため、接点電極１５への押圧力を除去すれば、接点電極１５の弾性復帰力により、接点電極１５と対向電極２１とを確実に離すことができる。すなわち、接点電極１５への押圧力を除去すれば、確実に、接点電極１５と対向電極２１とが接触しない状態にすることができる。
【００６３】
本形態では、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない。そのため、樹脂製の表面シート１６がたとえクリープ変形したとしても、接点電極１５は、表面シート１６のクリープ変形の影響を受けにくくなる。したがって、接点電極１５と対向電極２１とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を確実に防止することが可能になる。
【００６４】
本形態では、検出機構７は、金属シート２０に当接する緩衝部材１２を備えている。そのため、シートスイッチ１１を破損させることなく、取付面４ｂよりも突出させた状態でシートスイッチ１１を取付凹部４ａ内に配置することができる。したがって、シートスイッチ１１に当接する上位装置５の当接突部５ａの寸法がばらついても、当接突部５ａを確実にシートスイッチ１１に接触させて、接点電極１５と対向電極２１とを確実に接触させることが可能になる。
【００６５】
本形態では、取付面４ｂに、緩衝部材１２が配置される配置凹部４ｃが形成されている。また、図９の上側に配置される十字形状部１２ａの上端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっており、かつ、図９の下側に配置される十字形状部１２ａの下端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。そのため、カード処理部４に対して緩衝部材１２を容易に位置決めすることができ、カードリーダ１の組立が容易になる。
【００６６】
本形態では、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されており、緩衝部材１２には、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触しないように切欠部１２ｂが形成されている。そのため、緩衝部材１２が配置凹部４ｃ内に配置される場合であっても、接点電極１５と対向電極２１とが接触しているときに、緩衝部材１２を変形させて、接触圧受け部１２ｃにかかる応力を逃がすことが可能になる。したがって、対向シート１８に過剰な応力がかかりにくくなり、対向シート１８のクリープ変形を防止しやすくなる。
【００６７】
なお、本形態の検出機構７では、当接突部５ａの先端面が取付面４ｂからたとえば０．２ｍｍ以上浮くと（すなわち、当接突部５ａの先端面が取付面４ｂから０．２ｍｍ以上離れると）、接点電極１５と対向電極２１とが離れて、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことを検出することができる。すなわち、本形態では、カードリーダ１が上位装置５からわずかに浮いただけでも、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出することができる。
【００６８】
また、本形態では、当接突部５ａの先端面が設計値に対して、たとえば、−０．２ｍｍ〜＋０．３ｍｍの範囲でばらついても、上位装置５にカードリーダ１が取り付けられている状態では、接点電極１５と対向電極２１とを確実に接触させ、かつ、上位装置５からカードリーダ１が取り外されると、接点電極１５と対向電極２１とを確実に離すことができる。すなわち、本形態では、当接突部５ａの設計公差を大きくすることが可能になる。
【００６９】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００７０】
上述した形態では、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されているが、接点電極１５と対向電極２１との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触するのを避けるための切欠部とが形成されているのであれば、緩衝部材１２は、その他の形状に形成されても良い。また、緩衝部材は、円柱状、多角柱状、円錐台状あるいは多角錐台状に形成されても良い。この場合には、この緩衝部材は、接点電極１５と対向電極２１とが接触する位置に対応する位置に配置される。
【００７１】
上述した形態では、図８に示すように、対向電極２１は、略半円状に形成されている。この他にもたとえば、図１０に示すように、対向電極２１は、複数の突出部２１ａと突出部２１ａ間等に形成される凹部２１ｂとからなる櫛歯状に形成されても良い。この場合には、一対の対向電極２１のうちの一方の対向電極２１の突出部２１ａが、他方の対向電極２１の凹部２１ｂに配置される。
【００７２】
上述した形態では、シートスイッチ１１は、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出するための検出機構７に使用されている。この他にもたとえば、カードリーダ１以外の下位装置が上位装置から取り外されることを検出するための検出機構にシートスイッチ１１を使用しても良い。また、通常、接点電極１５と対向電極２１とが接触するとともに、必要時に、接点電極１５と対向電極２１とが離れることで所定の状態を検出する検出機構にシートスイッチ１１を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態にかかるカードリーダの斜視図である。
【図２】図１に示すカードリーダが取り付けられる上位装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示すカードリーダの背面の一部を示す斜視図である。
【図４】図３のＥ部の分解斜視図である。
【図５】図３のＦ−Ｆ断面の断面図である。
【図６】図４に示すシートスイッチの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。
【図８】図７のＨ−Ｈ方向から対向電極を示す平面図である。
【図９】図４に示す緩衝部材の平面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる対向電極の形状を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ カードリーダ（下位装置）
４ カード処理部（保持部材）
４ｃ 配置凹部
４ｄ 壁面
５ 上位装置
７ 検出機構
１１ シートスイッチ
１２ 緩衝部材
１２ａ 十字形状部
１２ｂ 切欠部
１２ｃ 接触圧受け部
１５ 接点電極
１６ 表面シート
１８ 対向シート（絶縁性部材）
１９ カバーシート
２０ 金属シート
２１ 対向電極
２３ スペーサ
２３ａ 配置孔
２５ 粘着シート（絶縁性部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートスイッチ、このシートスイッチを備える検出機構およびこの検出機構を備えるカードリーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気カードやＩＣカード等のカードに記録された情報の再生やカードへの情報の記録を行うカードリーダは、たとえば、ＡＴＭ等の上位装置に下位装置として搭載されている。この種のカードリーダとして、偽造を目的としてカード内の情報を再生しようとする各種の不正行為（タンパー行為）を防止するための構成を備えたＩＣカードリーダが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のＩＣカードリーダでは、上位装置からＩＣカードリーダが取り外され、暗号ボードに対して物理的な攻撃が行われると、かかる攻撃がタンパースイッチによって検出され、暗号ボード内の鍵情報が自動的に消去される。
【０００４】
また、近年、タンパー行為を防止するため、ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格に準拠したカードリーダが市場で求められている。ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格を満足するための要件として、カードリーダが上位装置から取り外されたことを検知しなければならないという要件が規定されている。
【０００５】
なお、従来から、電気機器の操作部分に使用される薄くて軽いスイッチとして、シートスイッチが知られている（たとえば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載のシートスイッチは、接点電極が取り付けられる樹脂製の表面シートと、接点電極に対向配置される対向電極が取り付けられる樹脂製の対向シートとを備えている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８０２４４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、ＰＣＩ−ＰＥＤ規格もしくはＰＣＩ−ＵＰＴ規格を満足するためには、カードリーダが上位装置から取り外されたことを検知しなければならない。また、カードリーダのセキュリティ性能をより高めるために、カードリーダが上位装置の取付部からわずかに浮いただけで、上位装置からカードリーダが取り外されたことを検出できることが好ましい。
【０００８】
そこで、本願発明者は、上述のようなシートスイッチを、上位装置からのカードリーダの取り外しを検出するための検出機構へ適用することを試みた。具体的には、接点電極と対向電極とが接触している状態で、カードリーダが上位装置に固定され、かつ、カードリーダが上位装置から取り外されると、接点電極と対向電極とが離れるように、シートスイッチを配置した。
【０００９】
しかしながら、従来のシートスイッチをそのまま用いると、一定条件下においては、上位装置からカードリーダが取り外されたことを適切に検出できないことが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、特に高温環境下では、表面シートや対向シートがクリープ変形してしまうため、カードリーダが上位装置から取り外されても、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなることが本願発明者の検討によって明らかになった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に適したシートスイッチを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるシートスイッチを備える検出機構、および、かかる検出機構を備えるカードリーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のシートスイッチは、導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極と、接点電極に対向配置される対向電極と、対向電極の、接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置される金属製の金属シートとを備え、接点電極と対向電極とが接触して導通することを特徴とする。
【００１２】
本発明のシートスイッチでは、接点電極は、導電性を有する金属によってドーム状に形成されている。すなわち、接点電極は、樹脂製のシートに取り付けられていない。そのため、接点電極が取り付けられる樹脂製のシートがクリープ変形するといった問題が生じない。また、接点電極は金属で形成されているため、高温環境下でもクリープ変形しにくい。
【００１３】
また、本発明のシートスイッチでは、金属シートが、対向電極の、接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置されている。そのため、たとえば、対向電極が樹脂製のシートに取り付けられている（あるいは形成されている）場合であっても、このシートが変形しにくくなり、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力がこのシートの一部分に集中しにくくなる。したがって、対向電極が取り付けられるシートはクリープ変形しにくくなる。
【００１４】
このように、本発明では、接点電極側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。その結果、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に本発明のシートスイッチを用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。すなわち、本発明のシートスイッチは、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に適したものとなる。
【００１５】
本発明において、シートスイッチは、接点電極の表面を覆う絶縁性の表面シートを備え、表面シートは、接点電極に接着されていない状態で接点電極に接触していることが好ましい。この場合には、たとえば、シートスイッチは、対向電極に接続される導電性パターンの表面を覆うカバーシートと、接点電極が配置される配置孔が形成され表面シートとカバーシートとの間に配置されるスペーサとを備え、表面シートは、スペーサに接着されている。
【００１６】
このように構成すると、接点電極を保護するための表面シートがたとえクリープ変形したとしても、接点電極は、表面シートのクリープ変形の影響を受けにくくなる。したがって、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を確実に防止することが可能になる。
【００１７】
本発明において、接点電極は、バネ性を有する金属材料で形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極への押圧力を除去すれば、接点電極の弾性復帰力によって、接点電極と対向電極とを確実に離すことが可能になる。
【００１８】
本発明において、接点電極および金属シートは、ステンレス鋼で形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極は、よりクリープ変形しにくくなる。また、ステンレス鋼板のヤング率は比較的大きいため、このように構成すると、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力が金属シートにかかっても、金属シートは永久変形しにくくなる。したがって、たとえば、対向電極が樹脂製のシートに取り付けられている場合であっても、接点電極と対向電極とが接触しているときの圧力を樹脂製のシート上で分散させやすくなる。
【００１９】
本発明のシートスイッチは、金属シートが当接する緩衝部材を備える検出機構に用いることができる。この検出機構では、接点電極側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。したがって、上位装置からの下位装置の取り外しの検出にこの検出機構を用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。
【００２０】
また、この検出機構は、金属シートに当接する緩衝部材を備えているため、たとえば、下位装置の取付面よりも突出させた状態でシートスイッチを配置しても、シートスイッチの破損を防止することが可能になる。そのため、下位装置の取付面よりも突出させた状態でシートスイッチを配置することができる。したがって、シートスイッチに当接する上位装置の当接部の寸法がばらついても、この当接部を確実にシートスイッチに接触させて、接点電極と対向電極とを接触させることが可能になる。
【００２１】
本発明において、検出機構は、緩衝部材を保持するための保持部材を備え、保持部材には、緩衝部材が配置される配置凹部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、緩衝部材を容易に位置決めすることが可能になり、検出機構を容易に組み立てることが可能になる。
【００２２】
本発明において、緩衝部材には、接点電極と対向電極との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、緩衝部材の外周面の全周が配置凹部の壁面に接触するのを避けるための切欠部とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、接点電極と対向電極とが接触しているときに、緩衝部材を変形させて、接触圧受け部にかかる応力を逃がすことが可能になる。したがって、対向電極が取り付けられるシートに過剰な応力がかかりにくくなり、対向電極が取り付けられるシートのクリープ変形を防止しやすくなる。
【００２３】
本発明において、緩衝部材は、接触受け部を中心にして略十字形状に形成される十字形状部を備え、十字形状部の少なくとも一端は、配置凹部の壁面に接触可能となっていることが好ましい。このように構成すると、接触圧受け部にかかる応力を逃がしつつ、緩衝部材を容易に位置決めすることが可能になる。
【００２４】
本発明の検出機構では、たとえば、上位装置に下位装置が取り付けられている状態では、接点電極と対向電極とが接触し、上位装置から下位装置が取り外されると、接点電極と対向電極とが離れる。この検出機構は、接点電極と対向電極とが接触している状態で、上位装置に取り付けられるカードリーダに用いることができる。このカードリーダでは、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することができるため、上位装置からカードリーダが取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明のシートスイッチを、上位装置からの下位装置の取り外しを検出するための検出機構に用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。また、本発明の検出機構を上位装置からの下位装置の取り外しの検出に用いると、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。さらに、本発明のカードリーダでは、接点電極と対向電極とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することができるため、上位装置からカードリーダが取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（カードリーダの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカードリーダ１の斜視図である。図２は、図１に示すカードリーダ１が取り付けられる上位装置５の概略構成を示す斜視図である。図３は、図１に示すカードリーダ１の背面の一部を示す斜視図である。
【００２８】
本形態のカードリーダ１は、図１に示すように、カード２が挿入、排出されるカード挿入排出部３と、カード２に記録された情報の再生および／またはカード２への情報の記録を行うカード処理部４とを備えている。このカードリーダ１は、図２に示すように、ＡＴＭやＫｉｏｓｋ端末等の上位装置５に取り付けられている。
【００２９】
カード２は、たとえば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカードである。このカード２の表面には、たとえば、磁気情報が記録される磁気ストライプが形成されている。また、たとえば、カード２の表面には、ＩＣチップが固定されている。なお、カード２には、通信用のアンテナが内蔵されても良い。また、カード２の表面には、感熱方式によって印字が行われる印字部が形成されても良い。また、カード２は、厚さが０．１８〜０．３６ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）カードであっても良いし、所定の厚さの紙カード等であっても良い。
【００３０】
カード挿入排出部３は、上位装置５のフロントパネル６に形成される開口に配置される露出部３ａを備えている。露出部３ａは、カード挿入排出部３の本体部３ｂから図１の紙面手前側に突出するように形成されている。また、露出部３ａには、カード２が挿入、排出されるカード挿入排出口３ｃが形成されている。
【００３１】
図１における露出部３ａの左右両側には、カードリーダ１を上位装置５に取り付けるための取付部３ｄが形成されている。取付部３ｄには、カードリーダ１を上位装置５に固定するためのネジ（図示省略）が挿通される挿通孔３ｅが形成されている。
【００３２】
カード処理部４は、磁気ヘッド、ＩＣ接点および／または通信用アンテナ等の情報の記録や再生を行うための記録再生手段を備えている。カード処理部４の本体フレームの背面（図１の紙面奥側の面）には、図３に示すように、本体フレームの背面から窪む取付凹部４ａが形成されている。この取付凹部４ａの底面は、カードリーダ１を上位装置５に取り付けるための取付面（取付基準面）４ｂとなっている。また、取付凹部４ａの中には、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出するための検出機構７が配置されている。検出機構７およびその周辺部の詳細な構成については後述する。
【００３３】
なお、カード処理部４は、カード処理部４内でカード２を搬送するためのカード搬送機構を備えていても良いし、カード搬送機構を備えていなくても良い。すなわち、カードリーダ１は、カード自走式のカードリーダであっても良いし、手動式のカードリーダであっても良い。
【００３４】
（検出機構およびその周辺部の構成）
図４は、図３のＥ部の分解斜視図である。図５は、図３のＦ−Ｆ断面の断面図である。図６は、図４に示すシートスイッチ１１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図７は、図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。図８は、図７のＨ−Ｈ方向から対向電極２１を示す平面図である。図９は、図４に示す緩衝部材１２の平面図である。
【００３５】
図４に示すように、取付面４ｂには、検出機構７を構成する後述の緩衝部材１２が配置される略矩形状の配置凹部４ｃが窪むように形成されている。本形態では、図５に示すように、上位装置５に形成される当接突部５ａの先端面が取付面４ｂに当接した状態で、カードリーダ１が上位装置５にネジで固定されている。
【００３６】
検出機構７は、図４、図５に示すように、シートスイッチ１１と、緩衝部材１２とを備えている。
【００３７】
シートスイッチ１１は、図６（Ａ）に示すように、図６の左端側に配置される幅広部１１ａと、長尺状に形成され幅広部１１ａよりも幅の狭い幅狭部１１ｂとから構成されている。幅広部１１ａには、当接突部５ａの先端面に押されて窪むスイッチ部が形成されており、この幅広部１１ａは、取付凹部４ａの中に配置されている。また、幅狭部１１ｂは、図５に示すように、カードリーダ１の内部に向かって引き回されている。
【００３８】
このシートスイッチ１１は、図６、図７に示すように、幅広部１１ａに形成される上述のスイッチ部の一部を構成する接点電極１５と、接点電極１５の表面（図７の上面）を覆う表面シート１６と、導電性パターン１７が表面に形成された対向シート１８と、導電性パターン１７の表面（図７の上面）を覆うカバーシート１９と、対向シート１８の裏面（図７の下面）側に配置される金属シート２０とを備えている。図７に示すように、導電性パターン１７の左端側は、カバーシート１９によって覆われておらず露出している。この導電性パターン１７の露出部分は、接点電極１５に対向配置される対向電極２１となっている。
【００３９】
接点電極１５は、導電性を有する金属材料で形成されている。また、接点電極１５は、バネ性を有する金属材料で形成されている。具体的には、本形態の接点電極１５は、薄いステンレス鋼板で形成されている。また、接点電極１５は、ドーム状に形成されている。具体的には、接点電極１５は、図７の上側に向かって膨らむドーム状に形成されており、上側から押されると、下側に向かって窪む。また、接点電極１５は、上側からの押圧をやめると元のドーム形状に戻る。すなわち、接点電極１５は、上側からの押圧をやめると元の形状に自己復帰する。換言すると、接点電極１５に対する上側からの押圧力が除去されると、接点電極１５の弾性復帰力によって、接点電極１５が対向電極２１から離れて、接点電極１５と対向電極２１とが接触しないオフ状態となる。なお、接点電極１５はリン青銅等のバネ性を有する他の金属材料で形成されても良い。
【００４０】
図７における接点電極１５の下端の一部分は、薄いシート状に形成された絶縁シート２２に接触し、接点電極１５の下端の他の一部分は、カバーシート１９に接触している。本形態では、図６（Ａ）に示すように、２個の接点電極１５が幅広部１１ａに配置されており、２個の接点電極１５は、幅広部１１ａの一部を構成している。なお、幅広部１１ａに配置される接点電極１１は、１個であっても良いし、３個以上であっても良い。
【００４１】
表面シート１６は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、表面シート１６は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。この表面シート１６は、図７に示すように、接点電極１５が配置される配置孔２３ａが形成されたスペーサ２３の上面に接着されて固定されている。スペーサ２３は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されており、カバーシート１９および絶縁シート２２の上面に接着されて固定されている。表面シート１６およびスペーサ２３は、幅広部１１ａに配置されており、表面シート１６およびスペーサ２３は、幅広部１１ａの一部を構成している。
【００４２】
また、表面シート１６は、図７に示すように、接点電極１５に接触している。本形態では、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない。すなわち、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない状態で接点電極１５に接触している。
【００４３】
対向シート１８は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、対向シート１８は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、対向シート１８は、図６の左右方向に長い長尺状に形成されており（具体的には、シートスイッチ１１の左端から右端まで形成されており）、幅広部１１ａおよび幅狭部１１ｂの両者の一部を構成している。対向シート１８の右端側の上面には、図６（Ａ）に示すように、コネクタ接続部１８ａが形成されている。また、対向シート１８の右端側の下面には、図６（Ｂ）に示すように、ＰＥＴ等の樹脂で形成された補強板２４が固定されている。
【００４４】
導電性パターン１７は、たとえば、印刷された銀ペーストによって形成されている。また、導電性パターン１７は、図６（Ｂ）における接点電極１５の下方から対向シート１８の右端側まで形成されている。上述のように、導電性パターン１７の露出部分（図７の左端側）は、接点電極１５に対向配置される対向電極２１となっている。すなわち、対向電極２１は、図７に示すように、接点電極１５の下方に配置されている。図８に示すように、対向電極２１は、略半円状に形成されている。また、本形態では、１個の接点電極１５の下方に、一対の（すなわち、２個の）対向電極２１が互いに離れた状態で配置されている。
【００４５】
カバーシート１９は、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、カバーシート１９は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、カバーシート１９は、図６の左右方向に長い長尺状に形成されており、幅広部１１ａおよび幅狭部１１ｂの両者の一部を構成している。
【００４６】
絶縁シート２２は、カバーシート１９と同様に、絶縁性材料によって薄いシート状に形成されている。具体的には、絶縁シート２２は、ＰＥＴ等の樹脂で形成されている。また、絶縁シート２２は、カバーシート１９よりも厚く形成されている。
【００４７】
本形態では、カバーシート１９と絶縁シート２２とは一体で形成されており、図８に示すように、カバーシート１９および絶縁シート２２には、開口部３０が形成されている。また、円形状に形成される接点電極１５の下端は、この開口部３０の縁に載置されている。すなわち、接点電極１５の下端は、カバーシート１９および絶縁シート２２の開口部３０の縁に接触しており、接点電極１５と導電性パターン１７とは絶縁されている。なお、カバーシート１９と絶縁シート２２とは別体で形成されても良い。
【００４８】
金属シート２０は、薄いシート状に形成されている。本形態の金属シート２０は、薄いステンレス鋼板で形成されている。この金属シート２０は、粘着シート２５によって、対向シート１８の裏面に固定されている。粘着シート２５は、樹脂等の絶縁性材料で形成されている。また、金属シート２０は、幅広部１１ａのほぼ全域に配置されており、幅広部１１ａの一部を構成している。
【００４９】
以上のように構成されたシートスイッチ１１では、接点電極１５が図７の上側から押されて下側に向かって窪み、接点電極１５と一対の対向電極２１とが接触するとシートスイッチ１１が導通状態となる。すなわち、一対の対向電極２１が接点電極１５によって電気的に接続され、一対の対向電極２１の一方から他方に向かって電流が流れる。
【００５０】
なお、本形態では、２個の接点電極１５が幅広部１１ａに配置され、１個の接点電極１５の下方には、一対の対向電極２１が配置されている。そのため、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される一対の対向電極２１と接触したときにシートスイッチ１１が導通状態となっても良いし、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される一対の対向電極２１と接触したときにシートスイッチ１１が導通状態となっても良い。すなわち、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良い。
【００５１】
緩衝部材１２は、たとえば、ゴムで形成されている。本形態の緩衝部材１２は、永久圧縮歪みがほとんどなく、耐熱性、耐寒性に優れるととともに、耐候性、耐オゾン性および絶縁性に優れるゴムで形成されている。たとえば、緩衝部材１２は、シリコンゴムで形成されている。この緩衝部材１２は、図４に示すように、取付面４ｂに形成される配置凹部４ｃの中に配置され、配置凹部４ｃに保持されている。本形態のカード処理部４の本体フレームは、緩衝部材１２を保持するための保持部材である。
【００５２】
また、緩衝部材１２は、図９に示すように、略十字形状に形成される２個の十字形状部１２ａを備えている。本形態の緩衝部材１２は、この２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されている。具体的には、図９の上側に配置される十字形状部１２ａの下端と図９の下側に配置される十字形状部１２ａの上端とが接続されることで、緩衝部材１２が形成されている。すなわち、本形態の緩衝部材１２には、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触することがないように複数の矩形状の切欠部１２ｂが形成されており（図４、図９参照）、この切欠部１２ｂが形成されることで、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａからなる形状に形成されている。
【００５３】
図９の上側に配置される十字形状部１２ａの上端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。また、図９の下側に配置される十字形状部１２ａの下端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。また、十字形状部１２ａの中心は、接点電極１５と対向電極２１とが接触する位置に対応する位置（すなわち、図７における接点電極１５の下方）に配置される接触圧受け部１２ｃとなっている。
【００５４】
シートスイッチ１１は、図５に示すように、金属シート２０が緩衝部材１２に当接するように、取付凹部４ａの中に固定されている。具体的には、カードリーダ１が上位装置５に取り付けられていないときには、シートスイッチ１１の接点電極１５側が取付面４ｂよりも突出するように、シートスイッチ１１が取付凹部４ａの中に固定されている（図５参照）。
【００５５】
上述のように、上位装置５に形成される当接突部５ａの先端面が取付面４ｂに当接した状態で、カードリーダ１が上位装置５に固定されている。カードリーダ１が上位装置５に固定された状態では、図５の上方向に緩衝部材１２が縮む。また、この状態では、当接突部５ａの先端面がシートスイッチ１１の接点電極１５側に当接しており、接点電極１５と対向電極２１とが接触してシートスイッチ１１が導通状態となるまで、接点電極１５が押圧されて窪んでいる。すなわち、接点電極１５と対向電極２１とが接触してシートスイッチ１１が導通している状態で、カードリーダ１は、上位装置５に取り付けられている。
【００５６】
この状態で、カードリーダ１が上位装置５から取り外されると、接点電極１５への押圧力が除去されるため、接点電極１５の弾性復帰力によって、接点電極１５と対向電極２１とが離れて、シートスイッチ１１は導通しなくなる。すなわち、シートスイッチ１１が導通状態でなくなることで、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される。
【００５７】
なお、上述のように、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにシートスイッチ１１が導通していない状態となっても良い。すなわち、２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出されても良いし、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出されても良い。
【００５８】
２個の接点電極１５の両方がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される場合には、検出機構７での誤検知を防止することが可能になる。また、２個の接点電極１５のうちのいずれか一方の接点電極１５がその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１から離れたときにカードリーダ１が上位装置５から取り外されたことが検出される場合には、一方の接点電極１５（および／またはその接点電極１５の下方に配置される対向電極２１）に不良が発生しても、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことを検出することが可能になる。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、接点電極１５は、導電性を有する金属によってドーム状に形成されている。すなわち、接点電極１５は、樹脂製のシートに取り付けられていない。そのため、接点電極１５が取り付けられる樹脂製のシートがクリープ変形するといった問題が生じない。また、接点電極１５はステンレス鋼板で形成されているため、高温環境下でもクリープ変形しにくい。
【００６０】
また、本形態では、対向シート１８の裏面に金属シート２０が配置されている。そのため、カードリーダ１がフロントパネル６に固定されているときに縮んでいる緩衝部材１２に生じる反発力が樹脂製の対向シート１８の一部分に集中しにくくなる。したがって、対向シート１８はクリープ変形しにくくなる。特に本形態の金属シート２０は、ステンレス鋼板で形成されているため、緩衝部材１２に生じる反発力が金属シート２０にかかっても、金属シート２０は永久変形しにくくなる。したがって、緩衝部材１２に生じる反発力がより分散した状態で対向シート１８に伝達されやすくなる。
【００６１】
このように、本形態では、接点電極１５側でのクリープ現象の発生を防止しつつ、対向電極２１側でのクリープ現象の発生を抑制することができる。したがって、本形態の検出機構７では、接点電極１５と対向電極２１とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を防止することが可能になる。その結果、本形態では、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを確実に検出することが可能になる。
【００６２】
本形態では、接点電極１５は、バネ性を有する金属材料で形成されている。そのため、接点電極１５への押圧力を除去すれば、接点電極１５の弾性復帰力により、接点電極１５と対向電極２１とを確実に離すことができる。すなわち、接点電極１５への押圧力を除去すれば、確実に、接点電極１５と対向電極２１とが接触しない状態にすることができる。
【００６３】
本形態では、表面シート１６は、接点電極１５に接着されていない。そのため、樹脂製の表面シート１６がたとえクリープ変形したとしても、接点電極１５は、表面シート１６のクリープ変形の影響を受けにくくなる。したがって、接点電極１５と対向電極２１とが接触したままで離れなくなるといった問題の発生を確実に防止することが可能になる。
【００６４】
本形態では、検出機構７は、金属シート２０に当接する緩衝部材１２を備えている。そのため、シートスイッチ１１を破損させることなく、取付面４ｂよりも突出させた状態でシートスイッチ１１を取付凹部４ａ内に配置することができる。したがって、シートスイッチ１１に当接する上位装置５の当接突部５ａの寸法がばらついても、当接突部５ａを確実にシートスイッチ１１に接触させて、接点電極１５と対向電極２１とを確実に接触させることが可能になる。
【００６５】
本形態では、取付面４ｂに、緩衝部材１２が配置される配置凹部４ｃが形成されている。また、図９の上側に配置される十字形状部１２ａの上端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっており、かつ、図９の下側に配置される十字形状部１２ａの下端および左右両端は、配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触可能となっている。そのため、カード処理部４に対して緩衝部材１２を容易に位置決めすることができ、カードリーダ１の組立が容易になる。
【００６６】
本形態では、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されており、緩衝部材１２には、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触しないように切欠部１２ｂが形成されている。そのため、緩衝部材１２が配置凹部４ｃ内に配置される場合であっても、接点電極１５と対向電極２１とが接触しているときに、緩衝部材１２を変形させて、接触圧受け部１２ｃにかかる応力を逃がすことが可能になる。したがって、対向シート１８に過剰な応力がかかりにくくなり、対向シート１８のクリープ変形を防止しやすくなる。
【００６７】
なお、本形態の検出機構７では、当接突部５ａの先端面が取付面４ｂからたとえば０．２ｍｍ以上浮くと（すなわち、当接突部５ａの先端面が取付面４ｂから０．２ｍｍ以上離れると）、接点電極１５と対向電極２１とが離れて、カードリーダ１が上位装置５から取り外されたことを検出することができる。すなわち、本形態では、カードリーダ１が上位装置５からわずかに浮いただけでも、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出することができる。
【００６８】
また、本形態では、当接突部５ａの先端面が設計値に対して、たとえば、−０．２ｍｍ〜＋０．３ｍｍの範囲でばらついても、上位装置５にカードリーダ１が取り付けられている状態では、接点電極１５と対向電極２１とを確実に接触させ、かつ、上位装置５からカードリーダ１が取り外されると、接点電極１５と対向電極２１とを確実に離すことができる。すなわち、本形態では、当接突部５ａの設計公差を大きくすることが可能になる。
【００６９】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００７０】
上述した形態では、緩衝部材１２は、２個の十字形状部１２ａの一端部同士が接続されることで形成されているが、接点電極１５と対向電極２１との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、緩衝部材１２の外周面の全周が配置凹部４ｃの壁面４ｄに接触するのを避けるための切欠部とが形成されているのであれば、緩衝部材１２は、その他の形状に形成されても良い。また、緩衝部材は、円柱状、多角柱状、円錐台状あるいは多角錐台状に形成されても良い。この場合には、この緩衝部材は、接点電極１５と対向電極２１とが接触する位置に対応する位置に配置される。
【００７１】
上述した形態では、図８に示すように、対向電極２１は、略半円状に形成されている。この他にもたとえば、図１０に示すように、対向電極２１は、複数の突出部２１ａと突出部２１ａ間等に形成される凹部２１ｂとからなる櫛歯状に形成されても良い。この場合には、一対の対向電極２１のうちの一方の対向電極２１の突出部２１ａが、他方の対向電極２１の凹部２１ｂに配置される。
【００７２】
上述した形態では、シートスイッチ１１は、上位装置５からカードリーダ１が取り外されたことを検出するための検出機構７に使用されている。この他にもたとえば、カードリーダ１以外の下位装置が上位装置から取り外されることを検出するための検出機構にシートスイッチ１１を使用しても良い。また、通常、接点電極１５と対向電極２１とが接触するとともに、必要時に、接点電極１５と対向電極２１とが離れることで所定の状態を検出する検出機構にシートスイッチ１１を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態にかかるカードリーダの斜視図である。
【図２】図１に示すカードリーダが取り付けられる上位装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示すカードリーダの背面の一部を示す斜視図である。
【図４】図３のＥ部の分解斜視図である。
【図５】図３のＦ−Ｆ断面の断面図である。
【図６】図４に示すシートスイッチの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】図６（Ｂ）のＧ部の拡大図である。
【図８】図７のＨ−Ｈ方向から対向電極を示す平面図である。
【図９】図４に示す緩衝部材の平面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる対向電極の形状を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ カードリーダ（下位装置）
４ カード処理部（保持部材）
４ｃ 配置凹部
４ｄ 壁面
５ 上位装置
７ 検出機構
１１ シートスイッチ
１２ 緩衝部材
１２ａ 十字形状部
１２ｂ 切欠部
１２ｃ 接触圧受け部
１５ 接点電極
１６ 表面シート
１８ 対向シート（絶縁性部材）
１９ カバーシート
２０ 金属シート
２１ 対向電極
２３ スペーサ
２３ａ 配置孔
２５ 粘着シート（絶縁性部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極と、前記接点電極に対向配置される対向電極と、前記対向電極の、前記接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置される金属製の金属シートとを備え、
前記接点電極と前記対向電極とが接触して導通することを特徴とするシートスイッチ。
【請求項２】
前記接点電極の表面を覆う絶縁性の表面シートを備え、
前記表面シートは、前記接点電極に接着されていない状態で前記接点電極に接触していることを特徴とする請求項１記載のシートスイッチ。
【請求項３】
前記対向電極に接続される導電性パターンの表面を覆うカバーシートと、前記接点電極が配置される配置孔が形成され前記表面シートと前記カバーシートとの間に配置されるスペーサとを備え、
前記表面シートは、前記スペーサに接着されていることを特徴とする請求項２記載のシートスイッチ。
【請求項４】
前記接点電極は、バネ性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のシートスイッチ。
【請求項５】
前記接点電極および前記金属シートは、ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のシートスイッチ。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載のシートスイッチと、前記金属シートが当接する緩衝部材とを備えることを特徴とする検出機構。
【請求項７】
前記緩衝部材を保持するための保持部材を備え、
前記保持部材には、前記緩衝部材が配置される配置凹部が形成されていることを特徴とする請求項６記載の検出機構。
【請求項８】
前記緩衝部材には、前記接点電極と前記対向電極との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、前記緩衝部材の外周面の全周が前記配置凹部の壁面に接触するのを避けるための切欠部とが形成されていることを特徴とする請求項７記載の検出機構。
【請求項９】
前記緩衝部材は、前記接触受け部を中心にして略十字形状に形成される十字形状部を備え、前記十字形状部の少なくとも一端は、前記配置凹部の壁面に接触可能となっていることを特徴とする請求項８記載の検出機構。
【請求項１０】
上位装置に下位装置が取り付けられている状態では、前記接点電極と前記対向電極とが接触し、前記上位装置から前記下位装置が取り外されると、前記接点電極と前記対向電極とが離れることを特徴とする請求項６から９いずれかに記載の検出機構。
【請求項１１】
請求項１０記載の検出機構を備え、
前記接点電極と前記対向電極とが接触している状態で、前記上位装置に取り付けられることを特徴とするカードリーダ。
【請求項１】
導電性を有する金属によってドーム状に形成される接点電極と、前記接点電極に対向配置される対向電極と、前記対向電極の、前記接点電極に対向する対向側と反対側に絶縁性部材を介して配置される金属製の金属シートとを備え、
前記接点電極と前記対向電極とが接触して導通することを特徴とするシートスイッチ。
【請求項２】
前記接点電極の表面を覆う絶縁性の表面シートを備え、
前記表面シートは、前記接点電極に接着されていない状態で前記接点電極に接触していることを特徴とする請求項１記載のシートスイッチ。
【請求項３】
前記対向電極に接続される導電性パターンの表面を覆うカバーシートと、前記接点電極が配置される配置孔が形成され前記表面シートと前記カバーシートとの間に配置されるスペーサとを備え、
前記表面シートは、前記スペーサに接着されていることを特徴とする請求項２記載のシートスイッチ。
【請求項４】
前記接点電極は、バネ性を有する金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のシートスイッチ。
【請求項５】
前記接点電極および前記金属シートは、ステンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のシートスイッチ。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載のシートスイッチと、前記金属シートが当接する緩衝部材とを備えることを特徴とする検出機構。
【請求項７】
前記緩衝部材を保持するための保持部材を備え、
前記保持部材には、前記緩衝部材が配置される配置凹部が形成されていることを特徴とする請求項６記載の検出機構。
【請求項８】
前記緩衝部材には、前記接点電極と前記対向電極との接触位置に対応する位置に配置される接触圧受け部と、前記緩衝部材の外周面の全周が前記配置凹部の壁面に接触するのを避けるための切欠部とが形成されていることを特徴とする請求項７記載の検出機構。
【請求項９】
前記緩衝部材は、前記接触受け部を中心にして略十字形状に形成される十字形状部を備え、前記十字形状部の少なくとも一端は、前記配置凹部の壁面に接触可能となっていることを特徴とする請求項８記載の検出機構。
【請求項１０】
上位装置に下位装置が取り付けられている状態では、前記接点電極と前記対向電極とが接触し、前記上位装置から前記下位装置が取り外されると、前記接点電極と前記対向電極とが離れることを特徴とする請求項６から９いずれかに記載の検出機構。
【請求項１１】
請求項１０記載の検出機構を備え、
前記接点電極と前記対向電極とが接触している状態で、前記上位装置に取り付けられることを特徴とするカードリーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１０２９８０（Ｐ２０１０−１０２９８０Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７３９０４（Ｐ２００８−２７３９０４）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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