メンブレンスイッチ
【課題】スイッチをオンにするための荷重の大きさを設定することができるメンブレンスイッチを提供する。
【解決手段】可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板１１、１６と、一方の絶縁基板１１の対向面上に形成され、第１の電極１２１を有する第１の導電回路と、他方の絶縁基板１６の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極１５１と、第２の電極１５１と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、一対の絶縁基板１１、１６の間に狭持され、第１の電極１２１と第２の電極１５１との間に隙間１３２を形成するスペーサとを備え、前記第２の電極１５１の少なくとも一部が、配線部の位置より高い位置にあることを特徴とする。
【解決手段】可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板１１、１６と、一方の絶縁基板１１の対向面上に形成され、第１の電極１２１を有する第１の導電回路と、他方の絶縁基板１６の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極１５１と、第２の電極１５１と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、一対の絶縁基板１１、１６の間に狭持され、第１の電極１２１と第２の電極１５１との間に隙間１３２を形成するスペーサとを備え、前記第２の電極１５１の少なくとも一部が、配線部の位置より高い位置にあることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンブレンスイッチ及びスイッチユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁体で構成されたフィルム状基材と、当該フィルム状基材の一方の面に、一端部側に第１端子部及び他端部側に第１電極部を有する第１導電体と、当該フィルム状基材の一方の面に、一端部側に第２端子部及び他端部側に第２電極部を有し当該第１導電体と絶縁している第２導電体と、当該フィルム状基材の当該一方の面側でスペーサを介し当該フィルム状基材から僅かに離隔して当該フィルム状基材とほぼ平行に設けられたフィルム状部材と、当該フィルム状部材における当該フィルム状基材側の面に設けられた第３の導体とを備え、当該フィルム状基材の一部、当該フィルム状部材の一部の少なくとも一方が撓むことにより、第１導電体、第２導電体及び第３導電体が導通し、スイッチをオンにするメンブレンスイッチが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３８８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記メンブレンスイッチにおいて、スイッチをオンにする荷重の大きさを設定する場合、スペーサの開口面積を設定することが考えられるが、メンブレンスイッチの大きさは回路設計等により予め決まっているため、スペーサの開口面積の大きさを設定し、該荷重を調整することが困難であった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁基板の面上に形成される、回路部から電極の接点までの高さを設定し、スイッチをオンにするための荷重の大きさを設定することができるメンブレンスイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板と、前記一方の絶縁基板の対向面上に形成され、第１の電極を有する第１の導電回路と、前記他方の絶縁基板の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極と前記第２の電極と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、前記一対の絶縁基板の間に狭持され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隙間を形成するスペーサとを備え、前記第２の電極の少なくとも一部が、前記第２の導電回路の位置より高い位置にあることを特徴とするメンブレンスイッチにより上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明において、前記第２の電極と前記他方の絶縁基板との間に形成される荷重調整部をさらに備えてもよい。
【０００８】
また上記発明において、他方の絶縁基板の前記隙間に対応する位置は、前記一方の絶縁基板に向かって凸状にしてもよい。
【０００９】
また上記発明において、第２の電極と前記荷重調整部とが、同材料により形成されてもよい。
【００１０】
また上記発明において、荷重調整部が絶縁性樹脂により形成されてもよい。
【００１１】
また上記発明において、前記第２の電極は、前記前記第１の電極に向かってドーム状になっていてもよい。
【００１２】
また上記発明において、荷重調整部が光硬化性樹脂により形成されてもよい。
【００１３】
また上記発明において、第２の導電回路は、前記第１の導電回路より下側に配設され、前記第２の導電回路に対向する、前記第１導電回路の対向面は、平面状であってもよい。
【００１４】
また上記発明において、第２の電極は、少なくとも２層の電極層を有しており、前記２層の電極層は、それぞれ異なる導電材料により形成されてもよい。
【００１５】
また上記発明に係るメンブレンスイッチを複数有し、複数のメンブレンスイッチうち、一のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の少なくとも一部が、他のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の位置より高い位置にあるメンブレンスイッチユニットにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の電極の少なくとも一部が、配線部の位置より高い位置にあるため、スイッチをオンし易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発明の実施形態に係るメンブレンスイッチユニットの平面図である。
【図２】図１のメンブレンスイッチの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１のメンブレンスイッチの製造工程を示す平面図である。
【図５】図１のメンブレンスイッチの製造工程を示す平面図である。
【図６】図３のスペーサシートの平面図である。
【図７】比較例のメンブレンスイッチの平面図である。
【図８】発明の他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図９】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１０】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１１】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１２】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
《第１実施形態》
図１は、本実施形態のメンブレンスイッチユニットの平面図を示す。また、図２は図１のメンブレンスイッチユニットのうち、Ｘ部分を拡大した、メンブレンスイッチ１０の平面図を示し、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図を示す。
【００２０】
図１〜図３に示すように、本例のメンブレンスイッチユニットには、複数のメンブレンスイッチ１０を含み、メンブレンスイッチ１０は、一対の絶縁シートである絶縁基板１１及び絶縁基板１６を、後述するスペーサを介して重ね併せることにより形成される。絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、可撓性を有した絶縁性のフィルムであって、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）やPEN等からなるシートである。また絶縁基板１１及び絶縁基板１６の主面には、それぞれ銀、銅、カーボン等からなる導電体１２及び導電体１５がスクリーン印刷等により形成される。
【００２１】
図１に示すように、絶縁基板１１には、それぞれのメンブレンスイッチ１０を形成する位置に電極１２１が形成され、電極１２１には、配線１２２が接続されている。配線１２２の一端は、絶縁基板１１のテイル部１０１に集約される。同様に、絶縁基板１６には、それぞれのメンブレンスイッチ１０を形成する位置に電極１５１が形成され、電極１５１には、配線１５２が接続されている。配線１５２の一端は、絶縁基板１１のテイル部１０１に集約される。なお、導電体１２の回路設計は、電極１２１の配設位置、電極１２１と配線１２２との接続形態により、適宜設計され、導電体１５についても、同様である。
【００２２】
次に、本例のメンブレンスイッチ１０の詳細な構造について、図３を用いて説明する。メンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６が下側に配設され、導電体１５及び絶縁部１７が絶縁基板１６の主面上に、形成される。導電体１５は、電極１５１及び配線１５２により形成される。電極１５１と配線１５２は、スクリーン印刷により形成され、同一の厚さである。そのため、電極１５１及び配線１５２は、一体的に形成される。絶縁基板１１は、絶縁基板１６の上側であり、導電体１２と導電体１５とを対向させ、配設される。導電体１２は、電極１２１及び配線１２２により形成される。電極１２１と配線１２２は、スクリーン印刷により形成され、同一の厚さである。また、電極１５１及び配線１５２は、一体的に形成される。これにより絶縁基板１１及び絶縁基板１６の主面が対向する。
【００２３】
スペーサシート１３は、絶縁基板１１、１２と同様の材料からなり、電極１２１及び電極１５１に対応する開口部１３１が設けられており、スペーサシート１３の両面には粘着材１４が形成される。そして、絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、粘着材１４を介して、スペーサシート１３を狭持して固着する。スペーサシート１３は、絶縁性のフィルムにより形成される。上記の通り、スペーサシート１３には開口部１３１が設けられており、開口部１３１において電極１２１及び電極１５１が対向するよう、絶縁基板１１、絶縁基板１６及びスペーサシート１３が配置される。そのため、スペーサシート１３により、電極１２１及び電極１５１の間に、隙間１３２が形成される。
【００２４】
絶縁部１７は、絶縁基板１６の主面上であって、電極１５１の下側に形成され、電極１２１と絶縁基板１６との間に、形成される。絶縁部１７はドーム状であり、上から見ると円形状をしている。また絶縁部１７の厚さについて、絶縁部１７の底面（絶縁基板１６の主面）を基準とすると、中央部の高さが一番高く、周囲に向かって低くなっている。また絶縁部１７は、絶縁基板１６側の開口部１３１に臨むように配設され、隙間１３２に収まるよう配設される。そして、電極１５１が絶縁部１７に当接し、導電体１５は、絶縁部１７を覆うように、絶縁基板１６の主面上に形成される。電極１５１の表面は、絶縁部１７の表面に沿って形成されるため、電極１５１は電極１２１に向かってドーム状になる。
【００２５】
そして電極１５１の頂点部分について、電極１２１に荷重が加わると、電極１２１は電極１５１に向かって変形し、メンブレンスイッチ１０がオンになると、少なくとも図３に示す点Ａを接点として、電極１２１は電極１５１と接触する。
【００２６】
すなわち、電極１２１と接触する電極、電極１５１の接点Ａは、絶縁部１７の厚さが大きい部分の上に配設され、配線１５２の位置より高くなっている。言い換えると、電極１５１は、絶縁基板１６と対向する絶縁基板１１の対向面に向かって突出する形状をしている。さらに言い換えると、電極１５１の接点Ａを含む部分が、絶縁基板１１に向けて底上げされている。これにより、電極１５１の少なくとも一部が、配線１５２の位置より高い位置に形成される。
【００２７】
次に、本例のメンブレンスイッチ１０の製造方法について、図４〜図６を用いて、説明する。図４は絶縁基板１６に絶縁部１７を形成した後のメンブレンスイッチの平面図を示し、図５は図４の絶縁基板１０に導電体１５を形成した後のメンブレンスイッチの平面図を示し、図６は、スペーサシート１３の平面図を示す。
【００２８】
最初に、絶縁基板１６として、例えば厚さ１００μｍの絶縁性フィルムシートを用意する。そして、図４に示すように、絶縁基板１６の主面上において、電極１５１が形成される位置に、ソルダーレジストをスクリーン印刷により印刷し、乾燥させて、例えば厚さ４０μｍの絶縁部１７を形成する。
【００２９】
そして、図５に示すように、絶縁部１７を覆うように、絶縁基板１６の主面上に、銀パターンを印刷し、乾燥させて、例えば厚さ１０μｍの導電体１５を形成する。導電体１５について、電極１５１は、絶縁部１７を覆う位置に形成され、配線１５２は、電極１５１に接続される位置に形成される。絶縁部１７の直径は例えば２．５ｍｍ、電極１５１の直径は例えば３．０ｍｍである。
【００３０】
同様に、絶縁基板１１として、例えば厚さ１００μｍの絶縁性フィルムシートが用意され、絶縁基板１１の主面上において、銀パターンが印刷され、乾燥され、例えば厚さ１０μｍの導電体１２が形成される。導電体１２について、電極１２１は、電極１５１と対応する位置に形成される。また電極１２１の直径は、例えば３．０ｍｍである。絶縁基板１６と異なる点は、絶縁基板１１には、絶縁部１７が形成されない点である。
【００３１】
図６に示す、例えば直径５．０ｍｍの開口部１３１が設けられた、例えば厚さ５０μｍのスペーサシート１３を、図３に示すように、接着層１４を介して、絶縁基板１１と絶縁基板１６との間に挟む。接着層１４には、両面粘着材が用いられる。また絶縁基板１１の電極１２１及び絶縁基板１６の電極１５１は、開口部１３１に臨む位置に、配設され、電極１２１及び電極１５１は対向している。これにより、電極１２１と電極１５１の間には、隙間１３２が形成される。
【００３２】
次に、上記の製造方法により形成された本例と、下記の比較例のメンブレンスイッチとオン加重及びオンストロークを測定し、その結果を以下に記載する。
【００３３】
本例のメンブレンスイッチ１０について、絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、帝人デュポンフィルム（株）社製 型番：ＨＳＬ 厚さ：１００μｍを用い、銀ペーストは、東洋紡（株）社製 型番：ＤＸ−３５１Ｈ−３０を、ソルダ−レジストは、日立化成工業（株）社製 型番：ＳＮ９０００を、両面粘着材は、東洋インキ製造（株）社製 型番：ＤＦ９７２０を用いた。
【００３４】
一方、比較例のメンブレンスイッチは、図７に示すように。本例のメンブレンスイッチ１０に対して、絶縁部１７を有さない点が異なり、残りの構成は同様である。また使用した材料も同じである。図７は、比較例のメンブレンスイッチの断面図を示し、図３に対応する図である。
【００３５】
測定は、直径２ｍｍのアルミ製で、先端がフラット形状であるアクチュエータを用いて、それぞれのメンブレンスイッチの電極１２１に荷重を加え、回路抵抗が１００Ωになった時点のオン荷重の大きさ（Ｎ：ニュートン）及びオンストロークの大きさ（ｍｍ）を測定した。測定結果を表１に示す。なお、本例及び比較例のサンプル数を４つずつ用意し、それぞれ測定を行った。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１に示すように、本例のメンブレンスイッチ１０は、比較例のメンブレンスイッチに対して、オン荷重の大きさを小さくすることができ、またオンストロークの大きさを小さくすることができる。
【００３８】
ところで、メンブレンスイッチ１０において、オン荷重及びオンストロークの大きさを調整し、小さくするためには、絶縁基板１１又は絶縁基板１６の厚さを調整する、スペーサシート１２の開口部１３１の大きさを調整する、又は、スペーサシート１３及び接着層１４の厚さを調整することが考えられる。しかし、絶縁基板１１又は絶縁基板１６の厚さの調整は、フィルムの剛性を保つために、薄くするには限界がある。また開口部１３１の大きさは、電極１２１又は電極１５１を含めた回路設計上、決まるものであるため、調整することは困難であった。また、スペーサシート１３及び接着層１４の厚さは、絶縁基板１１と絶縁基板１６との間の粘着力と関係するため、当該厚さの調整には限界があった。
【００３９】
また、絶縁基板１１、絶縁基板１６又はスペーサシート１３の厚さを薄くした場合、スイッチの組み立て工程やスクリーン印刷工程の際、構成部品の取り扱い（ハンドリング）が難しくなるため、例えばフィルムの折れ曲がり等が生じてしまい、作業時間が延びる問題があり、フィルムが折れて傷がつく可能性があった。
【００４０】
本例は、電極１５１の少なくとも一部を、配線１５２の位置より高くするため、当該一部が電極１２１と接触し、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができ、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、従来と異なり、絶縁基板１１、絶縁基板１７又はスペーサシート１３の厚さを調整し薄くしていないため、設計上の膜厚の規定の制限を受けず、生産性の低下を防ぎ、オン荷重を小さくし、スイッチをオンし易くすることができる。
【００４１】
また本例は、絶縁部１７の厚さを規定することにより、電極１５１の少なくとも一部の位置を、配線１５２の位置より高くし、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができる。これにより、従来のメンブレンスイッチに比べて、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００４２】
また本例の導電体１５は、電極１５１の少なくとも一部分が、電極１２１に向かって、ドーム状になっている。これにより、電極１５１は、角を有さず、尖った部分を有さないため、電極１５１を絶縁基板１６における絶縁基板１１側の対向面上に形成する際、電極１５１が角又は尖った部分により破れることを防ぐことができ、導電体１５の耐久性を高めることができる。また、メンブレンスイッチ１０がオンになる際、電極１２１は、ドーム状の電極１５１の頂点部分を接点として接するため、本例は、当該頂点部分以外の部分の電極材料の量を削減することができる。
【００４３】
また本例において、導電体１５は、導電体１２の下側に配設し、電極１５１の少なくとも一部を、配線１５２の位置より高くし、導電体１２の絶縁基板１６側の対向面を、平面状とする。メンブレンスイッチ１０がオンになる際、絶縁基板１１及び導電体１２が撓るため、導電体１５より導電体１２の耐久性を高めることが好ましい。そのため、本例は、導電体１２の絶縁基板１６側の対向面を平面状にし、導電体１５の絶縁基板１１側の対向面を凸状又はドーム状にする。これにより、本例は、スイッチオンにより撓りにくい方に導電体１５を配設するため、撓りに対し、スイッチとしての耐久性を向上させることができる。
【００４４】
また、本例のメンブレンスイッチユニットに含まれる、複数のメンブレンスイッチ１０において、一のメンブレンスイッチ１０の導電体１５の少なくとも一部を、他のメンブレンスイッチ１０の導電体１５の位置より高い位置にしてもよい。これにより、本例は、当該一のメンブレンスイッチ１０と当該他のメンブレンスイッチ１０のオン荷重を異なるよう設定することができる。
【００４５】
なお、本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１２１と接触する電極１５１の接点の位置が、配線１５２の位置より高くなるよう構成されるが、隙間１３２において、電極１２１と当該接点との間の距離が、他の電極１２１と電極１５１との距離より短くしてもよい。また、隙間１３２において、絶縁基板１６を基準として、導電体１５のうち、電極１５１の接点の高さが、一番高くなるように構成してもよい。
【００４６】
また本例において、絶縁部１７は光硬化性樹脂により形成されてもよい。絶縁部１７が熱硬化性樹脂により形成される場合、溶剤の蒸発により体積収縮が生じるが、絶縁部１７が光硬化性樹脂により形成される場合、光を照射させることで材料を硬化させ、体積収縮が生じにくいため、本例は、絶縁部１７の厚さの調整を容易に行うことができ、電極１２１と電極１５１との間の距離を容易に設定することができる。
【００４７】
なお本例において、図３に示すメンブレンスイッチ１０は、説明のために、導電体１５を有する絶縁基板１６を、絶縁基板１１の下側に配置するが、当該絶縁基板１６を絶縁基板１１の上側に配置してもよい。
【００４８】
なお、本例の電極１２１が本発明の「第１の電極」に相当し、導電体１２が「第１の導電回路」に、電極１５１が本発明の「第２の電極」に、配線１５２が「配線部」に、導電体１５が「第２の導電回路」に相当する。また、本例のスペーサシート１３及び接着層１４、または、スペーサシート１３が、本発明の「スペーサ」に相当する。
【００４９】
また絶縁部１７は、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、オン荷重の大きさを調整する部材であって、本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００５０】
《第２実施形態》
図８は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体１５を複数層に重ねる点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図８を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００５１】
本例のメンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６の対向面上に、複数の導電体１５が形成される。導電体１５は、隙間１３２において複数層になっており、スペーサシート１３を介して狭持される部分において単層になっている。複数層の導電体１５の部分は、下層から順に、電極１５１ａ、電極１５１ｂ及び電極１５１ｃの三層の構造になっている。電極１５１ａは、配線１５２と同一層である。導電体１５の複数層の部分は、銀パターンを複数回、印刷し、乾燥させることで形成される。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極１５１は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００５２】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部を配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、本例の導電体１５は、最下層から最上層まで同材料で形成されるため、生産工程に負荷をかけずに、電極１５１の接点の位置を配線１５２の位置より高くし、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。
【００５３】
また本例は、電極１５１の少なくとも一部を配線１５２より高い位置となり、導電体１５の層の数を規定することによって、層の数に応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００５４】
なお、本例は、上記のように、、最上層の電極１５１ｃより下層の電極１５１ａ及び電極１５１ｂにより、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極１５１ａ及び電極１５１ｂが本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００５５】
また、導電体１５の複数層の部分は、必ずしも３層である必要なく、２層でも４層以上であってもよい。
【００５６】
また本例は、電極１５１の接点の位置を配線１５２の位置より高くするが、隙間１３２において、電極１５１と接触する電極１２１の接点の位置を、配線１２２の位置より低くしてもよい。
【００５７】
また本例は、絶縁部１７を絶縁基板１６と導電体１５との間に形成するが、前記隙間１３２において、絶縁基板１１と電極１２との間に形成してもよい。
【００５８】
《第３実施形態》
図９は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第２実施形態に対して、隙間１３２における、導電体１５の構造が異なる。これ以外の構成で上述した第１及び第２実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図９を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００５９】
本例のメンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６の対向面上に、複数の導電体１５が形成される。導電体１５は、隙間１３２において複数層になっており、スペーサシート１３を介して狭持される部分において単層である。複数層の導電体１５の部分は、下層から順に、電極１５１ｄ、電極１５１ｅの２層に構造になっている。電極１５１ｅは、配線１５２と同一層であり、一体形成されている。
【００６０】
導電体１５の製造方法について、まず銀パターンを印刷し乾燥させることで電極１５１ｄを絶縁性基板１６の対向面に形成し、その後、電極１５１ｂを覆うように、銀パターンを印刷し乾燥させることで電極１５１ｅ及び配線１５２を絶縁性基板１６の対向面上に形成する。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極１５１は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置となる。
【００６１】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、本例の導電体１５は、最下層から最上層まで同材料で形成されるため、生産工程に負荷をかけずに、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置にし、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。
【００６２】
また本例は、隙間１３２において、導電体１５１ｄの層の数又は厚さを規定することによって、層の数又は厚さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００６３】
なお、本例は、上記のように、隙間１３２において、電極１５１ｄにより、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極１５１ａ及び電極１５１ｂが本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００６４】
また、導電体１５の複数層の部分は、必ずしも２層である必要なく、３層以上であってもよい。
【００６５】
《第４実施形態》
図１０は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体４１を備える点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１０を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００６６】
本例のメンブレンスイッチ１０は、絶縁基板１６の対向面上に、導電体１５及び導電体４１を備える。導電体４１は、隙間１３２に配設され、電極１５１の主面上に形成される。また
導電体４１は、導電体１５と異なる導電性材料により形成され、導電体１５と電気的に接続される。そして、メンブレンスイッチ１０がオンされることにより、導電体４１は、電極１２１と接触するため、スイッチの電極としての作用を有する。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極部分は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、導電体４１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００６７】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、導電体４１の厚さを規定することによって、当該厚さに応じて、電極１２１と導電体４１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００６８】
《第５実施形態》
図１１は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体５１を備える点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１１を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００６９】
本例のメンブレンスイッチ１０は、絶縁基板１６の対向面上に、導電体１５及び導電体４１を備える。導電体５１は、隙間１３２に配設され、絶縁基板１６の主面上に形成される。そして、導電体５１を覆うように、導電体１５が絶縁基板１６の主面上と導電体４１の主面上に形成される。導電体５１は、導電体１５と異なる導電性材料により形成され、導電体１５と電気的に接続される。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極部分は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の少なくとも一部は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００７０】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、導電体５１の厚さを規定することによって、当該厚さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００７１】
なお、本例は、上記のように、隙間１３２において、導電体５１により、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極５１が本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００７２】
《第６実施形態》
図１２は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、絶縁基板１６の形状が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１２を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００７３】
本例のメンブレンスイッチ１０の絶縁基板１６が、隙間１３２において、絶縁基板１６の対向面、言い換えると、絶縁基板１１に向けて、凸状に形成されている。凸状の絶縁基板１６は、エンボス加工により、電極１５１に相当する部分を下側から突き出して形成される。そして電極１５１が絶縁基板１６の凸状の部分に配設されるよう、導電体１５は、絶縁基板１６の対向面上に形成される。これにより、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置となり、導電体１５は、当該接点を含む、電極１５１の少なくとも一部が、ドーム状になる。
【００７４】
本例は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、絶縁基板１６の凹み部分の高さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００７５】
また本例の導電体１５は、電極１５１の少なくとも一部が、電極１２１に向かって、ドーム状になっている。これにより、電極１５１は、角を有さず、尖った部分を有さないため、電極１５１を絶縁基板１６の対向面上に形成する際、電極１５１が角又は尖った部分により破れることを防ぐことができ、導電体１５の耐久性を高めることができる。また、メンブレンスイッチ１０がオンになる際、電極１２１は、ドーム上の電極１５１の頂点部分を接点として接するため、本例は、当該頂点部分以外の部分の電極材料の量を削減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…メンブレンスイッチ
１１…絶縁基板
１２…導電体
１２１…電極
１２２…配線
１３…スペーサシート
１３１…開口部
１３２…隙間
１４…接着層
１５…導電体
１５１…電極
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５１ｄ、１５１ｅ…電極
１５２…配線
１６…絶縁基板
１７…絶縁部
４１…導電体
５１…導電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンブレンスイッチ及びスイッチユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁体で構成されたフィルム状基材と、当該フィルム状基材の一方の面に、一端部側に第１端子部及び他端部側に第１電極部を有する第１導電体と、当該フィルム状基材の一方の面に、一端部側に第２端子部及び他端部側に第２電極部を有し当該第１導電体と絶縁している第２導電体と、当該フィルム状基材の当該一方の面側でスペーサを介し当該フィルム状基材から僅かに離隔して当該フィルム状基材とほぼ平行に設けられたフィルム状部材と、当該フィルム状部材における当該フィルム状基材側の面に設けられた第３の導体とを備え、当該フィルム状基材の一部、当該フィルム状部材の一部の少なくとも一方が撓むことにより、第１導電体、第２導電体及び第３導電体が導通し、スイッチをオンにするメンブレンスイッチが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３８８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記メンブレンスイッチにおいて、スイッチをオンにする荷重の大きさを設定する場合、スペーサの開口面積を設定することが考えられるが、メンブレンスイッチの大きさは回路設計等により予め決まっているため、スペーサの開口面積の大きさを設定し、該荷重を調整することが困難であった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、絶縁基板の面上に形成される、回路部から電極の接点までの高さを設定し、スイッチをオンにするための荷重の大きさを設定することができるメンブレンスイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板と、前記一方の絶縁基板の対向面上に形成され、第１の電極を有する第１の導電回路と、前記他方の絶縁基板の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極と前記第２の電極と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、前記一対の絶縁基板の間に狭持され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隙間を形成するスペーサとを備え、前記第２の電極の少なくとも一部が、前記第２の導電回路の位置より高い位置にあることを特徴とするメンブレンスイッチにより上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明において、前記第２の電極と前記他方の絶縁基板との間に形成される荷重調整部をさらに備えてもよい。
【０００８】
また上記発明において、他方の絶縁基板の前記隙間に対応する位置は、前記一方の絶縁基板に向かって凸状にしてもよい。
【０００９】
また上記発明において、第２の電極と前記荷重調整部とが、同材料により形成されてもよい。
【００１０】
また上記発明において、荷重調整部が絶縁性樹脂により形成されてもよい。
【００１１】
また上記発明において、前記第２の電極は、前記前記第１の電極に向かってドーム状になっていてもよい。
【００１２】
また上記発明において、荷重調整部が光硬化性樹脂により形成されてもよい。
【００１３】
また上記発明において、第２の導電回路は、前記第１の導電回路より下側に配設され、前記第２の導電回路に対向する、前記第１導電回路の対向面は、平面状であってもよい。
【００１４】
また上記発明において、第２の電極は、少なくとも２層の電極層を有しており、前記２層の電極層は、それぞれ異なる導電材料により形成されてもよい。
【００１５】
また上記発明に係るメンブレンスイッチを複数有し、複数のメンブレンスイッチうち、一のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の少なくとも一部が、他のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の位置より高い位置にあるメンブレンスイッチユニットにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の電極の少なくとも一部が、配線部の位置より高い位置にあるため、スイッチをオンし易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発明の実施形態に係るメンブレンスイッチユニットの平面図である。
【図２】図１のメンブレンスイッチの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１のメンブレンスイッチの製造工程を示す平面図である。
【図５】図１のメンブレンスイッチの製造工程を示す平面図である。
【図６】図３のスペーサシートの平面図である。
【図７】比較例のメンブレンスイッチの平面図である。
【図８】発明の他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図９】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１０】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１１】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【図１２】発明のさらに他の実施形態に係るメンブレンスイッチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
《第１実施形態》
図１は、本実施形態のメンブレンスイッチユニットの平面図を示す。また、図２は図１のメンブレンスイッチユニットのうち、Ｘ部分を拡大した、メンブレンスイッチ１０の平面図を示し、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図を示す。
【００２０】
図１〜図３に示すように、本例のメンブレンスイッチユニットには、複数のメンブレンスイッチ１０を含み、メンブレンスイッチ１０は、一対の絶縁シートである絶縁基板１１及び絶縁基板１６を、後述するスペーサを介して重ね併せることにより形成される。絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、可撓性を有した絶縁性のフィルムであって、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）やPEN等からなるシートである。また絶縁基板１１及び絶縁基板１６の主面には、それぞれ銀、銅、カーボン等からなる導電体１２及び導電体１５がスクリーン印刷等により形成される。
【００２１】
図１に示すように、絶縁基板１１には、それぞれのメンブレンスイッチ１０を形成する位置に電極１２１が形成され、電極１２１には、配線１２２が接続されている。配線１２２の一端は、絶縁基板１１のテイル部１０１に集約される。同様に、絶縁基板１６には、それぞれのメンブレンスイッチ１０を形成する位置に電極１５１が形成され、電極１５１には、配線１５２が接続されている。配線１５２の一端は、絶縁基板１１のテイル部１０１に集約される。なお、導電体１２の回路設計は、電極１２１の配設位置、電極１２１と配線１２２との接続形態により、適宜設計され、導電体１５についても、同様である。
【００２２】
次に、本例のメンブレンスイッチ１０の詳細な構造について、図３を用いて説明する。メンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６が下側に配設され、導電体１５及び絶縁部１７が絶縁基板１６の主面上に、形成される。導電体１５は、電極１５１及び配線１５２により形成される。電極１５１と配線１５２は、スクリーン印刷により形成され、同一の厚さである。そのため、電極１５１及び配線１５２は、一体的に形成される。絶縁基板１１は、絶縁基板１６の上側であり、導電体１２と導電体１５とを対向させ、配設される。導電体１２は、電極１２１及び配線１２２により形成される。電極１２１と配線１２２は、スクリーン印刷により形成され、同一の厚さである。また、電極１５１及び配線１５２は、一体的に形成される。これにより絶縁基板１１及び絶縁基板１６の主面が対向する。
【００２３】
スペーサシート１３は、絶縁基板１１、１２と同様の材料からなり、電極１２１及び電極１５１に対応する開口部１３１が設けられており、スペーサシート１３の両面には粘着材１４が形成される。そして、絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、粘着材１４を介して、スペーサシート１３を狭持して固着する。スペーサシート１３は、絶縁性のフィルムにより形成される。上記の通り、スペーサシート１３には開口部１３１が設けられており、開口部１３１において電極１２１及び電極１５１が対向するよう、絶縁基板１１、絶縁基板１６及びスペーサシート１３が配置される。そのため、スペーサシート１３により、電極１２１及び電極１５１の間に、隙間１３２が形成される。
【００２４】
絶縁部１７は、絶縁基板１６の主面上であって、電極１５１の下側に形成され、電極１２１と絶縁基板１６との間に、形成される。絶縁部１７はドーム状であり、上から見ると円形状をしている。また絶縁部１７の厚さについて、絶縁部１７の底面（絶縁基板１６の主面）を基準とすると、中央部の高さが一番高く、周囲に向かって低くなっている。また絶縁部１７は、絶縁基板１６側の開口部１３１に臨むように配設され、隙間１３２に収まるよう配設される。そして、電極１５１が絶縁部１７に当接し、導電体１５は、絶縁部１７を覆うように、絶縁基板１６の主面上に形成される。電極１５１の表面は、絶縁部１７の表面に沿って形成されるため、電極１５１は電極１２１に向かってドーム状になる。
【００２５】
そして電極１５１の頂点部分について、電極１２１に荷重が加わると、電極１２１は電極１５１に向かって変形し、メンブレンスイッチ１０がオンになると、少なくとも図３に示す点Ａを接点として、電極１２１は電極１５１と接触する。
【００２６】
すなわち、電極１２１と接触する電極、電極１５１の接点Ａは、絶縁部１７の厚さが大きい部分の上に配設され、配線１５２の位置より高くなっている。言い換えると、電極１５１は、絶縁基板１６と対向する絶縁基板１１の対向面に向かって突出する形状をしている。さらに言い換えると、電極１５１の接点Ａを含む部分が、絶縁基板１１に向けて底上げされている。これにより、電極１５１の少なくとも一部が、配線１５２の位置より高い位置に形成される。
【００２７】
次に、本例のメンブレンスイッチ１０の製造方法について、図４〜図６を用いて、説明する。図４は絶縁基板１６に絶縁部１７を形成した後のメンブレンスイッチの平面図を示し、図５は図４の絶縁基板１０に導電体１５を形成した後のメンブレンスイッチの平面図を示し、図６は、スペーサシート１３の平面図を示す。
【００２８】
最初に、絶縁基板１６として、例えば厚さ１００μｍの絶縁性フィルムシートを用意する。そして、図４に示すように、絶縁基板１６の主面上において、電極１５１が形成される位置に、ソルダーレジストをスクリーン印刷により印刷し、乾燥させて、例えば厚さ４０μｍの絶縁部１７を形成する。
【００２９】
そして、図５に示すように、絶縁部１７を覆うように、絶縁基板１６の主面上に、銀パターンを印刷し、乾燥させて、例えば厚さ１０μｍの導電体１５を形成する。導電体１５について、電極１５１は、絶縁部１７を覆う位置に形成され、配線１５２は、電極１５１に接続される位置に形成される。絶縁部１７の直径は例えば２．５ｍｍ、電極１５１の直径は例えば３．０ｍｍである。
【００３０】
同様に、絶縁基板１１として、例えば厚さ１００μｍの絶縁性フィルムシートが用意され、絶縁基板１１の主面上において、銀パターンが印刷され、乾燥され、例えば厚さ１０μｍの導電体１２が形成される。導電体１２について、電極１２１は、電極１５１と対応する位置に形成される。また電極１２１の直径は、例えば３．０ｍｍである。絶縁基板１６と異なる点は、絶縁基板１１には、絶縁部１７が形成されない点である。
【００３１】
図６に示す、例えば直径５．０ｍｍの開口部１３１が設けられた、例えば厚さ５０μｍのスペーサシート１３を、図３に示すように、接着層１４を介して、絶縁基板１１と絶縁基板１６との間に挟む。接着層１４には、両面粘着材が用いられる。また絶縁基板１１の電極１２１及び絶縁基板１６の電極１５１は、開口部１３１に臨む位置に、配設され、電極１２１及び電極１５１は対向している。これにより、電極１２１と電極１５１の間には、隙間１３２が形成される。
【００３２】
次に、上記の製造方法により形成された本例と、下記の比較例のメンブレンスイッチとオン加重及びオンストロークを測定し、その結果を以下に記載する。
【００３３】
本例のメンブレンスイッチ１０について、絶縁基板１１及び絶縁基板１６は、帝人デュポンフィルム（株）社製 型番：ＨＳＬ 厚さ：１００μｍを用い、銀ペーストは、東洋紡（株）社製 型番：ＤＸ−３５１Ｈ−３０を、ソルダ−レジストは、日立化成工業（株）社製 型番：ＳＮ９０００を、両面粘着材は、東洋インキ製造（株）社製 型番：ＤＦ９７２０を用いた。
【００３４】
一方、比較例のメンブレンスイッチは、図７に示すように。本例のメンブレンスイッチ１０に対して、絶縁部１７を有さない点が異なり、残りの構成は同様である。また使用した材料も同じである。図７は、比較例のメンブレンスイッチの断面図を示し、図３に対応する図である。
【００３５】
測定は、直径２ｍｍのアルミ製で、先端がフラット形状であるアクチュエータを用いて、それぞれのメンブレンスイッチの電極１２１に荷重を加え、回路抵抗が１００Ωになった時点のオン荷重の大きさ（Ｎ：ニュートン）及びオンストロークの大きさ（ｍｍ）を測定した。測定結果を表１に示す。なお、本例及び比較例のサンプル数を４つずつ用意し、それぞれ測定を行った。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１に示すように、本例のメンブレンスイッチ１０は、比較例のメンブレンスイッチに対して、オン荷重の大きさを小さくすることができ、またオンストロークの大きさを小さくすることができる。
【００３８】
ところで、メンブレンスイッチ１０において、オン荷重及びオンストロークの大きさを調整し、小さくするためには、絶縁基板１１又は絶縁基板１６の厚さを調整する、スペーサシート１２の開口部１３１の大きさを調整する、又は、スペーサシート１３及び接着層１４の厚さを調整することが考えられる。しかし、絶縁基板１１又は絶縁基板１６の厚さの調整は、フィルムの剛性を保つために、薄くするには限界がある。また開口部１３１の大きさは、電極１２１又は電極１５１を含めた回路設計上、決まるものであるため、調整することは困難であった。また、スペーサシート１３及び接着層１４の厚さは、絶縁基板１１と絶縁基板１６との間の粘着力と関係するため、当該厚さの調整には限界があった。
【００３９】
また、絶縁基板１１、絶縁基板１６又はスペーサシート１３の厚さを薄くした場合、スイッチの組み立て工程やスクリーン印刷工程の際、構成部品の取り扱い（ハンドリング）が難しくなるため、例えばフィルムの折れ曲がり等が生じてしまい、作業時間が延びる問題があり、フィルムが折れて傷がつく可能性があった。
【００４０】
本例は、電極１５１の少なくとも一部を、配線１５２の位置より高くするため、当該一部が電極１２１と接触し、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができ、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、従来と異なり、絶縁基板１１、絶縁基板１７又はスペーサシート１３の厚さを調整し薄くしていないため、設計上の膜厚の規定の制限を受けず、生産性の低下を防ぎ、オン荷重を小さくし、スイッチをオンし易くすることができる。
【００４１】
また本例は、絶縁部１７の厚さを規定することにより、電極１５１の少なくとも一部の位置を、配線１５２の位置より高くし、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができる。これにより、従来のメンブレンスイッチに比べて、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００４２】
また本例の導電体１５は、電極１５１の少なくとも一部分が、電極１２１に向かって、ドーム状になっている。これにより、電極１５１は、角を有さず、尖った部分を有さないため、電極１５１を絶縁基板１６における絶縁基板１１側の対向面上に形成する際、電極１５１が角又は尖った部分により破れることを防ぐことができ、導電体１５の耐久性を高めることができる。また、メンブレンスイッチ１０がオンになる際、電極１２１は、ドーム状の電極１５１の頂点部分を接点として接するため、本例は、当該頂点部分以外の部分の電極材料の量を削減することができる。
【００４３】
また本例において、導電体１５は、導電体１２の下側に配設し、電極１５１の少なくとも一部を、配線１５２の位置より高くし、導電体１２の絶縁基板１６側の対向面を、平面状とする。メンブレンスイッチ１０がオンになる際、絶縁基板１１及び導電体１２が撓るため、導電体１５より導電体１２の耐久性を高めることが好ましい。そのため、本例は、導電体１２の絶縁基板１６側の対向面を平面状にし、導電体１５の絶縁基板１１側の対向面を凸状又はドーム状にする。これにより、本例は、スイッチオンにより撓りにくい方に導電体１５を配設するため、撓りに対し、スイッチとしての耐久性を向上させることができる。
【００４４】
また、本例のメンブレンスイッチユニットに含まれる、複数のメンブレンスイッチ１０において、一のメンブレンスイッチ１０の導電体１５の少なくとも一部を、他のメンブレンスイッチ１０の導電体１５の位置より高い位置にしてもよい。これにより、本例は、当該一のメンブレンスイッチ１０と当該他のメンブレンスイッチ１０のオン荷重を異なるよう設定することができる。
【００４５】
なお、本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１２１と接触する電極１５１の接点の位置が、配線１５２の位置より高くなるよう構成されるが、隙間１３２において、電極１２１と当該接点との間の距離が、他の電極１２１と電極１５１との距離より短くしてもよい。また、隙間１３２において、絶縁基板１６を基準として、導電体１５のうち、電極１５１の接点の高さが、一番高くなるように構成してもよい。
【００４６】
また本例において、絶縁部１７は光硬化性樹脂により形成されてもよい。絶縁部１７が熱硬化性樹脂により形成される場合、溶剤の蒸発により体積収縮が生じるが、絶縁部１７が光硬化性樹脂により形成される場合、光を照射させることで材料を硬化させ、体積収縮が生じにくいため、本例は、絶縁部１７の厚さの調整を容易に行うことができ、電極１２１と電極１５１との間の距離を容易に設定することができる。
【００４７】
なお本例において、図３に示すメンブレンスイッチ１０は、説明のために、導電体１５を有する絶縁基板１６を、絶縁基板１１の下側に配置するが、当該絶縁基板１６を絶縁基板１１の上側に配置してもよい。
【００４８】
なお、本例の電極１２１が本発明の「第１の電極」に相当し、導電体１２が「第１の導電回路」に、電極１５１が本発明の「第２の電極」に、配線１５２が「配線部」に、導電体１５が「第２の導電回路」に相当する。また、本例のスペーサシート１３及び接着層１４、または、スペーサシート１３が、本発明の「スペーサ」に相当する。
【００４９】
また絶縁部１７は、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、オン荷重の大きさを調整する部材であって、本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００５０】
《第２実施形態》
図８は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体１５を複数層に重ねる点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図８を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００５１】
本例のメンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６の対向面上に、複数の導電体１５が形成される。導電体１５は、隙間１３２において複数層になっており、スペーサシート１３を介して狭持される部分において単層になっている。複数層の導電体１５の部分は、下層から順に、電極１５１ａ、電極１５１ｂ及び電極１５１ｃの三層の構造になっている。電極１５１ａは、配線１５２と同一層である。導電体１５の複数層の部分は、銀パターンを複数回、印刷し、乾燥させることで形成される。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極１５１は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００５２】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部を配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、本例の導電体１５は、最下層から最上層まで同材料で形成されるため、生産工程に負荷をかけずに、電極１５１の接点の位置を配線１５２の位置より高くし、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。
【００５３】
また本例は、電極１５１の少なくとも一部を配線１５２より高い位置となり、導電体１５の層の数を規定することによって、層の数に応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００５４】
なお、本例は、上記のように、、最上層の電極１５１ｃより下層の電極１５１ａ及び電極１５１ｂにより、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極１５１ａ及び電極１５１ｂが本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００５５】
また、導電体１５の複数層の部分は、必ずしも３層である必要なく、２層でも４層以上であってもよい。
【００５６】
また本例は、電極１５１の接点の位置を配線１５２の位置より高くするが、隙間１３２において、電極１５１と接触する電極１２１の接点の位置を、配線１２２の位置より低くしてもよい。
【００５７】
また本例は、絶縁部１７を絶縁基板１６と導電体１５との間に形成するが、前記隙間１３２において、絶縁基板１１と電極１２との間に形成してもよい。
【００５８】
《第３実施形態》
図９は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第２実施形態に対して、隙間１３２における、導電体１５の構造が異なる。これ以外の構成で上述した第１及び第２実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図９を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００５９】
本例のメンブレンスイッチ１０には、絶縁基板１６の対向面上に、複数の導電体１５が形成される。導電体１５は、隙間１３２において複数層になっており、スペーサシート１３を介して狭持される部分において単層である。複数層の導電体１５の部分は、下層から順に、電極１５１ｄ、電極１５１ｅの２層に構造になっている。電極１５１ｅは、配線１５２と同一層であり、一体形成されている。
【００６０】
導電体１５の製造方法について、まず銀パターンを印刷し乾燥させることで電極１５１ｄを絶縁性基板１６の対向面に形成し、その後、電極１５１ｂを覆うように、銀パターンを印刷し乾燥させることで電極１５１ｅ及び配線１５２を絶縁性基板１６の対向面上に形成する。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極１５１は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置となる。
【００６１】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また、本例の導電体１５は、最下層から最上層まで同材料で形成されるため、生産工程に負荷をかけずに、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置にし、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。
【００６２】
また本例は、隙間１３２において、導電体１５１ｄの層の数又は厚さを規定することによって、層の数又は厚さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００６３】
なお、本例は、上記のように、隙間１３２において、電極１５１ｄにより、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極１５１ａ及び電極１５１ｂが本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００６４】
また、導電体１５の複数層の部分は、必ずしも２層である必要なく、３層以上であってもよい。
【００６５】
《第４実施形態》
図１０は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体４１を備える点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１０を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００６６】
本例のメンブレンスイッチ１０は、絶縁基板１６の対向面上に、導電体１５及び導電体４１を備える。導電体４１は、隙間１３２に配設され、電極１５１の主面上に形成される。また
導電体４１は、導電体１５と異なる導電性材料により形成され、導電体１５と電気的に接続される。そして、メンブレンスイッチ１０がオンされることにより、導電体４１は、電極１２１と接触するため、スイッチの電極としての作用を有する。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極部分は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、導電体４１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００６７】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、導電体４１の厚さを規定することによって、当該厚さに応じて、電極１２１と導電体４１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００６８】
《第５実施形態》
図１１は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、導電体５１を備える点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１１を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００６９】
本例のメンブレンスイッチ１０は、絶縁基板１６の対向面上に、導電体１５及び導電体４１を備える。導電体５１は、隙間１３２に配設され、絶縁基板１６の主面上に形成される。そして、導電体５１を覆うように、導電体１５が絶縁基板１６の主面上と導電体４１の主面上に形成される。導電体５１は、導電体１５と異なる導電性材料により形成され、導電体１５と電気的に接続される。これにより、配線１５２は単層で形成され、電極部分は複層で形成されるため、電極１２１と接触する、電極１５１の少なくとも一部は、配線１５２の位置より高い位置にある。
【００７０】
本例のメンブレンスイッチ１０は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、導電体５１の厚さを規定することによって、当該厚さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００７１】
なお、本例は、上記のように、隙間１３２において、導電体５１により、絶縁基板１６の主面から電極１５１の接点までの高さを調整し、当該電極５１が本発明の「荷重調整部」に含まれる。
【００７２】
《第６実施形態》
図１２は、発明の他の実施形態に係る、メンブレンスイッチ１０の断面図を示す。本例は、上述した第１実施形態に対して、絶縁部１７を備えず、代わりに、絶縁基板１６の形状が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。以下、図１２を用いて、本例のメンブレンスイッチ１０を説明する。
【００７３】
本例のメンブレンスイッチ１０の絶縁基板１６が、隙間１３２において、絶縁基板１６の対向面、言い換えると、絶縁基板１１に向けて、凸状に形成されている。凸状の絶縁基板１６は、エンボス加工により、電極１５１に相当する部分を下側から突き出して形成される。そして電極１５１が絶縁基板１６の凸状の部分に配設されるよう、導電体１５は、絶縁基板１６の対向面上に形成される。これにより、電極１２１と接触する、電極１５１の接点の位置は、配線１５２の位置より高い位置となり、導電体１５は、当該接点を含む、電極１５１の少なくとも一部が、ドーム状になる。
【００７４】
本例は、電極１５１の少なくとも一部が配線１５２より高い位置となり、電極１２１と電極１５１との接点間の距離を短くすることができるため、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を小さくすることができる。また隙間１３２において、絶縁基板１６の凹み部分の高さに応じて、電極１２１と電極１５１との接点距離を調整し、メンブレンスイッチ１０のオン荷重を設定することができ、容易にスイッチのオン荷重又はオンストロークの大きさを調整することができる。
【００７５】
また本例の導電体１５は、電極１５１の少なくとも一部が、電極１２１に向かって、ドーム状になっている。これにより、電極１５１は、角を有さず、尖った部分を有さないため、電極１５１を絶縁基板１６の対向面上に形成する際、電極１５１が角又は尖った部分により破れることを防ぐことができ、導電体１５の耐久性を高めることができる。また、メンブレンスイッチ１０がオンになる際、電極１２１は、ドーム上の電極１５１の頂点部分を接点として接するため、本例は、当該頂点部分以外の部分の電極材料の量を削減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…メンブレンスイッチ
１１…絶縁基板
１２…導電体
１２１…電極
１２２…配線
１３…スペーサシート
１３１…開口部
１３２…隙間
１４…接着層
１５…導電体
１５１…電極
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５１ｄ、１５１ｅ…電極
１５２…配線
１６…絶縁基板
１７…絶縁部
４１…導電体
５１…導電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板と、
前記一方の絶縁基板の対向面上に形成され、第１の電極を有する第１の導電回路と、
前記他方の絶縁基板の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極と、前記第２の電極と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、
前記一対の絶縁基板の間に狭持され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隙間を形成するスペーサとを備え、
前記第２の電極の少なくとも一部が、前記配線部の位置より高い位置にあることを特徴とする
メンブレンスイッチ。
【請求項２】
前記第２の電極と前記他方の絶縁基板との間に形成される荷重調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項３】
前記他方の絶縁基板の前記隙間に対応する位置は、前記一方の絶縁基板に向かって凸状であることを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項４】
前記第２の電極と前記荷重調整部とが、同材料により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項５】
前記荷重調整部が絶縁性樹脂により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項６】
前記第２の電極は、前記第１の電極に向かってドーム状になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項７】
前記荷重調整部が光硬化性樹脂により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項８】
前記第２の導電回路は、前記第１の導電回路より下側に配設され、
前記第２の導電回路に対向する、前記第１導電回路の対向面は、平面状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項９】
前記第２の電極は、少なくとも２層の電極層を有しており、
前記２層の電極層は、それぞれ異なる導電材料により形成されることを特徴とする
請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチを複数有し、
前記複数のメンブレンスイッチうち、一のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の少なくとも一部が、他のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の位置より高い位置にあることを特徴とする
メンブレンスイッチユニット。
【請求項１】
可撓性を有し、一対の対向する絶縁基板と、
前記一方の絶縁基板の対向面上に形成され、第１の電極を有する第１の導電回路と、
前記他方の絶縁基板の対向面上に形成され、前記第１の電極に対応する位置に設けられた第２の電極と、前記第２の電極と接続する配線部とを有する第２の導電回路と、
前記一対の絶縁基板の間に狭持され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隙間を形成するスペーサとを備え、
前記第２の電極の少なくとも一部が、前記配線部の位置より高い位置にあることを特徴とする
メンブレンスイッチ。
【請求項２】
前記第２の電極と前記他方の絶縁基板との間に形成される荷重調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項３】
前記他方の絶縁基板の前記隙間に対応する位置は、前記一方の絶縁基板に向かって凸状であることを特徴とする請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項４】
前記第２の電極と前記荷重調整部とが、同材料により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項５】
前記荷重調整部が絶縁性樹脂により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項６】
前記第２の電極は、前記第１の電極に向かってドーム状になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項７】
前記荷重調整部が光硬化性樹脂により形成されることを特徴とする請求項２記載のメンブレンスイッチ。
【請求項８】
前記第２の導電回路は、前記第１の導電回路より下側に配設され、
前記第２の導電回路に対向する、前記第１導電回路の対向面は、平面状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項９】
前記第２の電極は、少なくとも２層の電極層を有しており、
前記２層の電極層は、それぞれ異なる導電材料により形成されることを特徴とする
請求項１記載のメンブレンスイッチ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のメンブレンスイッチを複数有し、
前記複数のメンブレンスイッチうち、一のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の少なくとも一部が、他のメンブレンスイッチに含まれる第２の電極の位置より高い位置にあることを特徴とする
メンブレンスイッチユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２５８４４７（Ｐ２０１１−２５８４４７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２９５７（Ｐ２０１０−１３２９５７）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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