多段スイッチ
【課題】 スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることができるとともに、小型化を図ることが容易な多段スイッチを提供する。
【解決手段】 多段スイッチとしての二段スイッチ１０は、第一スイッチ２１と、該第一スイッチ２１の下方に位置する第二スイッチ２２とを備える。第一スイッチ２１は、一対の導電性フィルム１７を有し、該第一スイッチ２１に対する接触操作に伴って一対の導電性フィルム１７間が電気的に接続される表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなる。第二スイッチ２２は、一対の基板電極１５を有し、該第二スイッチ２２に対する下方への押込み操作に伴って一対の基板電極１５間が電気的に接続されるメンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなる。この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１が電気的に接続した状態で、第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【解決手段】 多段スイッチとしての二段スイッチ１０は、第一スイッチ２１と、該第一スイッチ２１の下方に位置する第二スイッチ２２とを備える。第一スイッチ２１は、一対の導電性フィルム１７を有し、該第一スイッチ２１に対する接触操作に伴って一対の導電性フィルム１７間が電気的に接続される表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなる。第二スイッチ２２は、一対の基板電極１５を有し、該第二スイッチ２２に対する下方への押込み操作に伴って一対の基板電極１５間が電気的に接続されるメンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなる。この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１が電気的に接続した状態で、第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向への押込み操作により、複数対の電極間の電気的接続が段階的に行われる多段スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、デジタルカメラに代表される情報端末機器や電子機器の入力操作部には、選択画面上での項目選択後に確定入力を行ったり、焦点合わせ後に撮影をしたりする等の機能が付与されている。このような機能を備えた入力操作部としては、一つの構造体で二段階の入力を行うことが可能な二段スイッチが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
これらの二段スイッチは、下方への押込み操作に伴って電気的接続を行うメンブレンスイッチ等からなる第一スイッチと、下方への押込み操作に伴って電気的接続を行う押釦スイッチ等からなる第二スイッチとを備えている。さらに、これらの二段スイッチでは、第一スイッチの押込み操作よりも大きな押込み操作力で第二スイッチの押込み操作が行われるように、様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１には、クリック板等の付勢部材により常に上方に付勢されている押釦スイッチを二段に重ねた構造の二段スイッチが開示され、特許文献２，３には、メンブレンスイッチと、押釦スイッチとを重ねた構造の二段スイッチが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５３４４９号公報
【特許文献２】特開平１０−６４３６４号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、押釦スイッチを二段に重ねた構造の二段スイッチでは、第一スイッチの押込み操作後に第二スイッチへの押込み操作を行うため、第二スイッチの操作荷重は第一スイッチの必要操作荷重よりも大きく設定されていた。このため、第二スイッチの操作荷重が大きくなりすぎ、二段スイッチ全体の操作性が低下してしまうという問題があった。このような問題は、メンブレンスイッチと押釦スイッチとを二段に重ねた構造の二段スイッチであっても、程度の差はあるが同様に発生し得る。
【０００５】
さらに、これらの二段スイッチでは、複数のスイッチが上下に配置されているため、スイッチの押圧方向（即ち、上下方向）に大きな寸法を必要とし、小型化を図ることが困難であった。特に、メンブレンスイッチ及び押釦スイッチはいずれも、上下の導電体間に所定の空間を形成する必要があるため、二段スイッチの高さを小さくすることは極めて困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることができるとともに、小型化を図ることが容易な多段スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の多段スイッチは、第一スイッチと第二スイッチとを備えた多段スイッチであって、前記第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作に伴って前記一対の第一電極間が電気的に接続され、前記第二スイッチは一対の第二電極を有し、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って前記一対の第二電極間が電気的に接続され、前記第一スイッチが電気的に接続した状態で、前記第二スイッチの電気的接続が行われることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の多段スイッチは、請求項１に記載の発明において、前記第一スイッチは前記第二スイッチの上方に配置され、前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の多段スイッチは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第一スイッチの電気的接続は前記第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われ、前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の第一電極は横方向に並んで配置され、該両第一電極間には第一ギャップが形成され、前記一対の第二電極は横方向に並んで配置され、該両第二電極の上方又は下方には導電部が設けられ、前記両第二電極間には第二ギャップが形成され、前記第一ギャップの下方に前記第二ギャップが位置していることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記多段スイッチは、前記第二スイッチの下方にさらに第三スイッチを備え、該第三スイッチは一対の第三電極を有し、該第三スイッチに対する下方への押込み操作に伴って前記一対の第三電極間が電気的に接続され、該第三スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力は、前記第二スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力よりも大きく設定され、前記第二スイッチが電気的に接続した状態で、前記第三スイッチの電気的接続が行われることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第一スイッチは、表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記第二スイッチは、メンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の多段スイッチは、ユーザーの指等の導電体による接触操作に伴って電気的に接続される第一スイッチと、押込み操作に伴って電気的に接続される第二スイッチとを備えているため、第一及び第二スイッチに対する電気的接続を行う際の操作性を向上することができる。即ち、ユーザーにとっては、一般に、押込み操作を行う際の押圧荷重を段階的に調節することよりも、接触操作と押込み操作とを区別することの方がはるかに操作しやすい。よって、この多段スイッチでは、スイッチの段数が増えても、押込み操作すべきスイッチの段数は、全体のスイッチの段数よりも１つ少なくなる。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることが容易となる。
【００１５】
さらに、この多段スイッチでは、第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作のみにより、それら第一電極間が電気的に接続されるため、第二スイッチの押圧方向に関し、第一スイッチの寸法を小さく形成することが可能となる。即ち、押込み操作される必要のない第一スイッチは、多段スイッチの押圧方向に沿って移動する必要がないため、該方向に沿って広い空間を設ける必要がない。従って、第一スイッチの小型化を図ることが容易となり、結果的に多段スイッチ全体の小型化を図ることが容易となる。
【００１６】
請求項２に記載の多段スイッチでは、第一スイッチが第二スイッチの上方に配置されている。また、請求項３に記載の多段スイッチでは、第一スイッチの電気的接続が第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われる。即ち、これらの多段スイッチは、第一スイッチに対する接触操作を行いながら、該第一スイッチを下方に押圧することにより、第二スイッチに対する押込み操作を容易に行うことができるような構造を有している。従って、ユーザーにとっては、第一スイッチ及び第二スイッチの両方に対する操作を一連の動きの中で容易に行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の多段スイッチでは、左右の第一電極間に形成された第一ギャップと、左右の第二電極間に形成された第二ギャップとが上下に重なる位置に配置されている。このため、例えば、第一スイッチの右側の第一電極のみを下方に押圧した場合、第二スイッチの右側の第二電極と導電部とが当接し、該導電部と左側の第二電極とは当接しない。従って、第一スイッチが電気的に接続していない状態で、第二スイッチが電気的に接続されること、即ち誤動作を防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の多段スイッチでは、第二スイッチに対する押込み操作を行う際の押圧荷重よりも高い押圧荷重により第三スイッチに対する押込み操作が行われる三段スイッチ又は四段以上のスイッチが提供される。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることができるとともに、小型化を図ることが容易な多段スイッチを提供することができる。
【００１９】
請求項６に記載の多段スイッチでは、第一スイッチが表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなるため、該第一スイッチに対する接触操作に伴って、一対の第一電極間の電気的接続を容易に行うことができる。また、請求項７に記載の多段スイッチでは、第二スイッチがメンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなるため、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って、一対の第二電極間の電気的接続を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を二段スイッチに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、多段スイッチとしての二段スイッチ１０は、絶縁体からなる板状（本実施形態では四角板状）の基板１１と、該基板１１の周縁に沿って設けられた枠状のスペーサ１２と、基板１１の上方に配置された板状の樹脂フィルム１３とを備えている。樹脂フィルム１３は、絶縁性及び可撓性を有する樹脂により形成され、且つ基板１１と同じ大きさ及び形状を備えており、スペーサ１２の上面に配置されている。基板１１の上面と樹脂フィルム１３の下面との間には、スペーサ１２によって空間１４が形成されている。
【００２１】
基板１１の上面中央部には、板状（本実施形態では長四角板状）の一対の基板電極１５（第二電極）が設けられている。両基板電極１５は、基板１１の上面で左右に並ぶように配置されている。両基板電極１５の間には、第二ギャップ１４ａが形成されている。両基板電極１５は、基板１１の上面及び上方において、絶縁性の基板１１及び第二ギャップ１４ａによって電気的に絶縁されている。各基板電極１５は、図示しない電子機器内における第１の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２２】
樹脂フィルム１３の下面中央には、導電部としての導電層１６が設けられている。この導電層１６は、導電性を有する金属板や金属箔、或いは導電性を有するインク等により構成されている。本実施形態の導電層１６は、図２（ａ）に示すように楕円形状に形成されている。この導電層１６の下面は、両基板電極１５の上面に対し、空間１４を隔てて対向している。導電層１６と各基板電極１５とは、基板１１と樹脂フィルム１３との間において、空間１４によりそれぞれ電気的に絶縁されている。
【００２３】
樹脂フィルム１３の上面には、該樹脂フィルム１３の対向する側縁に沿って延びる板状（本実施形態では長四角板状）の一対の導電性フィルム１７（第一電極）が設けられている。各導電性フィルム１７は、導電性及び可撓性を有する樹脂により構成されており、接点電極としての役割を果たす。これら導電性フィルム１７は、０．０１ｍｍ以上の厚さを有していることが好ましい。両導電性フィルム１７は、樹脂フィルム１３の上面で左右に並ぶように配置されている。両導電性フィルム１７の間には、第一ギャップ１８が形成されている。両導電性フィルム１７は、樹脂フィルム１３の上面及び上方において、絶縁性の樹脂フィルム１３及び第一ギャップ１８によって電気的に絶縁されている。また、各導電性フィルム１７は、図示しない電子機器内における第２の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
本実施形態の第一スイッチ２１は、表面接触式スイッチからなり、第一ギャップ１８を介して左右に対向する一対の導電性フィルム１７により構成される。図１（ａ）に示すように、第一スイッチ２１では、左右の導電性フィルム１７間を跨ぐように、ユーザーが指９０で接触操作することにより、両導電性フィルム１７同士が前記指９０を介して電気的に接続される。なお、第一スイッチ２１を電気的に接続する際には、前記接触操作に伴って両導電性フィルム１７を下方に押圧する必要はない。
【００２５】
本実施形態の第二スイッチ２２は、メンブレンスイッチからなる。第二スイッチ２２は、基板１１、樹脂フィルム１３、一対の基板電極１５及び導電層１６により構成される。図１（ｂ）に示すように、第二スイッチ２２では、第一スイッチ２１に対する下方への押込み操作に伴って、樹脂フィルム１３の中央部が下方に膨出するように変形する。それによって、導電層１６の下面が両基板電極１５の上面に同時に当接し、該導電層１６を介して両基板電極１５同士が電気的に接続される。
【００２６】
なお、第二スイッチ２２では、第一ギャップ１８と第二ギャップ１４ａとが上下に重なる位置に配置されている。より具体的には、右側の導電性フィルム１７の左側縁が、右側の基板電極１５の左側縁の上方に位置し、左側の導電性フィルム１７の右側縁が、左側の基板電極１５の右側縁の上方に位置している。このため、例えば、指９０が右側の導電性フィルム１７のみを押圧しているときに、導電層１６の下面が左右の基板電極１５の上面と同時に当接することはない。従って、第一スイッチ２１が電気的に接続されている状態でのみ、第二スイッチ２２の電気的接続が可能である。
【００２７】
また、第二スイッチ２２において、各基板電極１５の上面と導電層１６の下面との隙間は、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続のみを意図する接触操作に伴って、第二スイッチ２２が電気的に接続されること、即ち誤動作することを抑制することが容易となる。さらに、前記隙間が０．０５ｍｍ以上であると、第二スイッチ２２の押込み操作時に、該押込み操作に伴う特異的な感覚（例えばクリック感）が指９０に伝わりやすくなるという利点も有する。
【００２８】
第一スイッチ２１において、両導電性フィルム１７の対向する側面間の間隔、（即ち、第一ギャップ１８の横方向の長さ）は、一対の導電性フィルム１７間を確実に導通するために、指９０の先端部（第一関節よりも先端側）の最大幅よりも小さいことが好ましく、指９０の先端部（第一関節よりも先端側）の最小幅よりも小さいことがより好ましい。第二スイッチ２２における左右の基板電極１５の対向する側面間の間隔（即ち、第二ギャップ１４ａの横方向の長さ）は、前記第一ギャップ１８の横方向の長さに対応するように設定されればよい。
【００２９】
さて、この二段スイッチ１０を用いて、二段階の電気的接続を行う際には、まず、図１（ａ）に示すように、第一スイッチ２１の左右の導電性フィルム１７間を跨ぐように、両導電性フィルム１７の上面に指９０を接触させる。このとき、第一スイッチ２１において、指９０を介して左右の導電性フィルム１７同士が電気的に接続され、それによって該第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。
【００３０】
続いて、前記両導電性フィルム１７の上面に接触している指９０に力を加え、該指９０で両導電性フィルム１７の上面をそのまま下方に押込む。この押込み操作により、図１（ｂ）に示すように、樹脂フィルム１３の中央部が下方に膨出するように変形し、それによって導電層１６の下面が両基板電極１５の上面に当接する。このとき、第二スイッチ２２において、導電層１６を介して左右の基板電極１５同士が電気的に接続され、それによって該第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【００３１】
前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態の二段スイッチ１０は、表面接触式スイッチからなる第一スイッチ２１と、該第一スイッチ２１の下方に位置する第二スイッチ２２とを備え、該第二スイッチ２２はメンブレンスイッチからなる。このため、この二段スイッチ１０では、スイッチの段数を二段に増やしても、一段スイッチ（図示略）とほぼ同等の操作性を有している。なお、前記一段スイッチとは、一段階の電気的接続のみを行うためのスイッチであって、例えば、本実施形態の二段スイッチ１０において、両導電性フィルム１７を省略した構造を有している。
【００３２】
本実施形態の第一スイッチ２１の接触操作においては、該第一スイッチ２１に対して指９０による荷重をかける必要がない。さらに、第二スイッチ２２の押込み操作においては、メンブレンスイッチからなる一段スイッチと同等の押圧荷重を加えることにより、該第二スイッチ２２の電気的接続を行うことが可能である。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の操作性を向上することができる。
【００３３】
即ち、ユーザーにとっては、押込み操作を行う際の押圧荷重を段階的に調節しなければならない従来の二段スイッチよりも、接触操作と押込み操作とを区別して行う本実施形態の二段スイッチ１０の方がはるかに操作しやすい。よって、この二段スイッチ１０では、スイッチの段数が二段ではあるが、押込み操作すべきスイッチの段数は一段（第二スイッチ２２）のみである。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることが容易となる。
【００３４】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０は、両導電性フィルム１７を省略した構造を有する一段スイッチとほぼ同じ大きさに形成することが可能であるため、該二段スイッチ１０の小型化を図ることが容易である。即ち、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１が接触操作のみにより電気的に接続される構造を有しているため、該第一スイッチ２１の上下の寸法を小さく形成することが可能となる。即ち、押込み操作される必要のない第一スイッチ２１は、二段スイッチ１０の押圧方向に沿って移動する必要がないため、該方向に沿って広い空間を設定する必要がない。従って、第一スイッチ２１の小型化を図ることが容易となり、結果的に二段スイッチ１０全体の小型化を図ることが容易となる。
【００３５】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０において、第一スイッチ２１の電気的接続は、右側の導電性フィルム１７の上面と、左側の導電性フィルム１７の上面との間で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は、左右の基板電極１５の上面と導電層１６の下面との間で行われる。つまり、第一スイッチ２１の電気的接続が実質的に行われる場所（導電性フィルム１７の上面の高さ）は、第二スイッチ２２の電気的接続が実質的に行われる場所（基板電極１５の上面の高さ）よりも上方に位置している。このため、この二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行う方向に第一スイッチ２１を押込むことにより、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行うことができるため、これら一連の操作に無駄な動きが少ない。従って、ユーザーにとっては、第一及び第二スイッチ２１，２２の両方に対する操作を一連の動きの中で容易に行うことができる。
【００３６】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０では、左右の導電性フィルム１７間を隔てる第一ギャップ１８と、左右の基板電極１５間を隔てる第二ギャップ１４ａとが上下に揃った位置に配置されている。このため、例えば、第一スイッチ２１が電気的に接続しないように、故意に右側の導電性フィルム１７のみを下方に押圧した場合、右側の基板電極１５と導電層１６とが当接し、該導電層１６と左側の基板電極１５とが当接しない状態となる。従って、第一スイッチ２１が電気的に接続していない状態で、第二スイッチ２２が電気的に接続すること、即ち誤動作を効果的に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 導電性を有する金属箔や導電性を有するインク等により導電性フィルム１７を構成してもよい。
【００３８】
・ 基板電極１５を、例えば図２（ｂ）に示すような形状に形成してもよい。即ち、導電層１６の真下には、長四角板状に形成された複数の基板電極１５が、互い平行に延びるように基板１１上に固定されている。これらの基板電極１５の幾つかの端部は、導電層１６の右端部よりも右側に延設されるとともに、それらの端部はまとまって図示しない電子機器内における第１の電気回路に電気的に接続されている。残りの基板電極１５の端部は、導電層１６の左端部よりも左側に延設されるとともに、それらの端部はまとまって図示しない電子機器内における第１の電気回路に電気的に接続されている。
【００３９】
・ 図３（ａ）に示すように、第二スイッチ２２において、導電層１６を省略し、その代わりに、金属皿バネのような導電性を有する付勢部材３１を設けてもよい。この付勢部材３１は、中央部が上方に膨出する弧状の断面を有し、その周縁を基板１１の上面に当接させた状態で、空間１４内に収容されている。付勢部材３１の中央部は、両基板電極１５から離間し、それら基板電極１５の上方に位置している。指９０により導電性フィルム１７が下方に押圧されると、付勢部材３１の中央部は、樹脂フィルム１３の下面を介して下方に押圧される。その結果、付勢部材３１の中央部下面が、左右の基板電極１５の上面に同時に当接し、それによって両基板電極１５間が電気的に接続される。なお、この変形例において、導電性を有する付勢部材３１は、導電部を構成している。
【００４０】
従って、この二段スイッチ１０では、付勢部材３１による付勢力に抗しながら第二スイッチ２２の押込み操作が行われるため、該押込み操作における操作感覚が増すという利点がある。さらに、金属皿バネからなる付勢部材３１が装着された二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２に対する押圧力が所定の閾値を超えると、金属皿バネが反転してその中央部が下方に膨出する。この瞬間に、第二スイッチ２２が電気的に接続される。従って、金属皿バネを備えた二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２の押込み操作に伴うクリック感が得られる。
【００４１】
・ 図３（ｂ）に示すように、第二スイッチ２２において、一対の基板電極１５を樹脂フィルム１３の下面に設け、導電層１６を基板１１の上面に設けてもよい。
・ 図３（ｂ）に示すように、第一スイッチ２１において、右側の導電性フィルム１７の左側縁は、右側の基板電極１５の右側縁よりも右側に配置されてもよい。同様に、左側の導電性フィルム１７の右側縁は、左側の基板電極１５の左側縁よりも左側に配置されてもよい。この場合、一対の導電性フィルム１７を備えた第一スイッチ２１の下方に、第二スイッチ２２が設けられている。
【００４２】
・ 図３（ｂ）に示すように、第一スイッチ２１において、各導電性フィルム１７の上面に、同一形状の金属板３２を配置してもよい。これらの金属板３２は、０．０１ｍｍ以上の厚さに形成されていることが好ましい。また、金属板３２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の導電性を有する金属により構成され、８０μｍ程度の厚さのステンレス鋼により構成されていることが特に好ましい。これらの金属板３２は、導電性フィルム１７の腐食や傷付きを抑えることにより導電性フィルム１７を保護する目的で設けられるとともに、二段スイッチ１０の外観を向上させる。
【００４３】
・ 第一スイッチ２１を静電容量式スイッチに変更してもよい。静電容量式スイッチとは、スイッチ表面に複数の導電部からなる電極（図３（ｃ）では一対の導電性フィルム１７）が設けられており、それらの電極間には、予め所定の静電容量の電荷が蓄えられている。そして、これらの電極間を跨ぐように指９０を接触させることにより、それら電極間に蓄えられていた静電容量が変化し、その静電容量の変化を検知することによって、電極間を電気的に接続させる。なお、図３（ｃ）に示すように、静電容量式スイッチからなる第一スイッチ２１を備えた二段スイッチ１０において、各導電性フィルム１７の上面及び側面には、静電容量を調整するための保護膜３３（図３（ｃ）参照）が形成されていることが好ましい。
【００４４】
・ 図４（ａ）に示すように、上記実施形態の第二スイッチ２２を押釦スイッチ２２ａに変更してもよい。この押釦スイッチ２２ａは、上記実施形態の可撓性を有する樹脂フィルム１３の代わりに、可撓性を有さない絶縁板４１を備えている。さらに、この絶縁板４１の下面には、一対の基板電極１５と、可撓性を有するゴム又は樹脂製の弾性部材４２とが設けられている。弾性部材４２は、絶縁板４１の周縁に沿って延びる枠状の支持部４３を備えている。支持部４３の内周縁には、二段スイッチ１０の中央部に向かって斜め下方に延びるロート状の弾性変形部４４が設けられている。弾性変形部４４の内周端には、絶縁板４１と平行に延びる板状の受圧部４５が連結されている。この受圧部４５の上面には、両基板電極１５の下面と対向するように、導電層１６が設けられている。
【００４５】
この押釦スイッチ２２ａを備えた二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１を下方に押圧すると、弾性変形部４４が変形し、それによって両基板電極１５の下面と導電層１６の上面とが当接する。このとき、受圧部４５は下方に移動せず、代わりに絶縁板４１全体が下方に移動する。従って、この二段スイッチ１０では、弾性変形部４４による付勢力に抗しながら押釦スイッチ２２ａの押込み操作を行うため、該押込み操作に伴うクリック感が得られる。
【００４６】
・ 図４（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す第二スイッチ２２と、図３（ｂ）に示す第一スイッチ２１とを組み合わせるとともに、第二スイッチ２２の上方の樹脂フィルム１３を切除することにより、二段スイッチ１０を構成してもよい。即ち、この二段スイッチ１０では、上記実施形態の二段スイッチ１０において、導電層１６を省略し、その代わりに導電性の付勢部材３１が設けられている。さらに、第一スイッチ２１において、右側の導電性フィルム１７の左側縁は、付勢部材３１の右側部よりも右側に配置され、左側の導電性フィルム１７の右側縁は、付勢部材３１の左側部よりも左側に配置されている。なお、前記導電性フィルム１７の上面に、金属板３２を設けてもよい。
【００４７】
・ 図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示す二段スイッチ１０における導電性の付勢部材３１の上端部を、導電性フィルム１７の上面よりも上方に突出するように配置してもよい。但し、前記導電性フィルム１７の上面は、基板電極１５の上面よりも上方に配置され、好ましくは基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されている。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続は実質的に左右の導電性フィルム１７の上面で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は実質的に左右の基板電極１５の上面で行われる。このため、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１に対する接触操作に引き続いて、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行うことができる。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の一連の操作に無駄な動きを少なくすることができる。
【００４８】
なお、各導電性フィルム１７の上面に金属板３２を設ける場合には、付勢部材３１の上端部は、金属板３２の上面よりも上方に突出するように配置される。この場合、金属板３２の上面が、基板電極１５の上面よりも上方に配置されていればよく、基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されていることが好ましい。
【００４９】
・ 図５（ａ）に示すように、一方の基板電極１５を省略するとともに、導電性の付勢部材３１を第２の電気回路に電気的に接続してもよい。この場合、導電性の付勢部材３１と一つの基板電極１５とにより、第二スイッチ２２が構成される。
【００５０】
また、図５（ａ）に示す変形例では、図４（ｃ）に示す二段スイッチ１０における一方の導電性フィルム１７が省略され、導電性の付勢部材３１が第１の電気回路に電気的に接続される。この場合、付勢部材３１の上面と前記導電性フィルム１７の上面とを跨ぐように指９０を接触させることにより、第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。
【００５１】
但し、前記導電性フィルム１７の上面は、基板電極１５の上面よりも上方に配置され、好ましくは基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されている。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続は実質的に付勢部材３１に最も近接する導電性フィルム１７の端部の上面で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は実質的に基板電極１５の上面で行われる。このため、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１に対する接触操作に引き続いて、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行うことができる。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の一連の操作に無駄な動きを少なくすることができる。
【００５２】
なおこのとき、前記導電性フィルム１７の上面に金属板３２を設けてもよいが、この場合には、金属板３２の上面が、基板電極１５の上面よりも上方に配置されていればよく、基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されていることが好ましい。
【００５３】
・ 図５（ｂ）に示すように、基板１１と、該基板１１の上面に設けられる１つの基板電極１５と、基板１１の上面に設けられる左右一対の導電性の付勢部材３１とにより、二段スイッチ１０を構成してもよい。各付勢部材３１の中央部は、いずれも基板電極１５の上面と当接可能に配置されている。さらに、導電性を有する付勢部材３１の一方又は両方は、第２の電気回路に電気的に接続されている。これにより、第二スイッチ２２が構成される。また、第一スイッチ２１は、横方向に並んで配置される一対の導電性の付勢部材３１により構成される。各付勢部材３１は、第１の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５４】
この二段スイッチ１０では、左右の付勢部材３１の中央部同士を跨ぐように指９０を接触させることにより、第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。続いて、両付勢部材３１の上面に接触している指９０に力を加え、該指９０で両付勢部材３１の上面をそのまま下方に押込むことにより、両付勢部材３１の下面と基板電極１５の上面とがそれぞれ当接し、第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【００５５】
・ 上記実施形態の二段スイッチ１０に代えて、図５（ｃ）に示す三段スイッチ５０を提供することが可能である。この三段スイッチ５０は、図３（ｂ）に示す第一スイッチ２１及び第二スイッチ２２と、該第二スイッチ２２の下方に位置する第三スイッチ５１とを備えている。前記第二スイッチ２２では、図３（ｂ）に示す基板１１の代わりに、樹脂フィルム１３が設けられている。第三スイッチ５１は、図４（ｂ）に示す第二スイッチ２２と同様に構成されている。即ち、この三段スイッチ５０は、表面接触式スイッチからなる第一スイッチ２１と、メンブレンスイッチからなる第二スイッチ２２と、導電性の付勢部材３１が設けられたメンブレンスイッチからなる第三スイッチ５１とを備えている。なお、前記第三スイッチ５１に設けられる一対の基板電極１５は、第三電極として機能し、図示しない電子機器内における第３の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５６】
ちなみに、この第三スイッチ５１の下方に第四スイッチ（図示略）を形成することにより、四段スイッチ（図示略）を提供することも可能であり、さらに、五段スイッチ、六段スイッチ等の多段スイッチを提供することも可能である。これらの多段スイッチにおいては、第一スイッチを表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチ、第二スイッチをメンブレンスイッチ又は押釦スイッチとし、第三スイッチ以降については、付勢部材を備えたメンブレンスイッチ又は押釦スイッチとすることが好ましい。
【００５７】
なお、前記付勢部材は、導電性を有する付勢部材３１によって構成されることが好ましいが、導電性を有さない付勢部材によって構成されていても構わない。また、前記第二スイッチには、付勢部材が設けられていないことが好ましい。このような三段以上の多段スイッチにおいては、下方に位置するスイッチほど押込み操作に必要な荷重が段階的に大きくなるように、即ち付勢部材による付勢力を段階的に大きくするように構成されることが好ましい。
【００５８】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 右側に配置される前記第一電極の左側部は、右側に配置される前記第二電極の左側部の上方に位置し、左側に配置される前記第一電極の右側部は、左側に配置される前記第二電極の右側部の上方に位置することを特徴とする請求項４に記載の多段スイッチ。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は一実施形態の二段スイッチの第一スイッチを接触操作する様子を示す斜視図、（ｂ）は二段スイッチを押込み操作して第二スイッチを電気的に接続させる様子を示す斜視図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）の２ａ−２ａ線から見た二段スイッチの平断面図、（ｂ）は変形例の二段スイッチの平断面図。
【図３】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【図４】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【図５】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…多段スイッチとしての二段スイッチ、１４ａ…第二ギャップ、１５…第二電極としての基板電極、１６…導電部としての導電層、１７…第一電極としての導電性フィルム、１８…第一ギャップ、２１…第一スイッチ、２２…第二スイッチ、２２ａ…押釦スイッチ、３１…導電部を構成する付勢部材、５０…多段スイッチとしての三段スイッチ、５１…第三スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向への押込み操作により、複数対の電極間の電気的接続が段階的に行われる多段スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、デジタルカメラに代表される情報端末機器や電子機器の入力操作部には、選択画面上での項目選択後に確定入力を行ったり、焦点合わせ後に撮影をしたりする等の機能が付与されている。このような機能を備えた入力操作部としては、一つの構造体で二段階の入力を行うことが可能な二段スイッチが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
これらの二段スイッチは、下方への押込み操作に伴って電気的接続を行うメンブレンスイッチ等からなる第一スイッチと、下方への押込み操作に伴って電気的接続を行う押釦スイッチ等からなる第二スイッチとを備えている。さらに、これらの二段スイッチでは、第一スイッチの押込み操作よりも大きな押込み操作力で第二スイッチの押込み操作が行われるように、様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１には、クリック板等の付勢部材により常に上方に付勢されている押釦スイッチを二段に重ねた構造の二段スイッチが開示され、特許文献２，３には、メンブレンスイッチと、押釦スイッチとを重ねた構造の二段スイッチが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５３４４９号公報
【特許文献２】特開平１０−６４３６４号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、押釦スイッチを二段に重ねた構造の二段スイッチでは、第一スイッチの押込み操作後に第二スイッチへの押込み操作を行うため、第二スイッチの操作荷重は第一スイッチの必要操作荷重よりも大きく設定されていた。このため、第二スイッチの操作荷重が大きくなりすぎ、二段スイッチ全体の操作性が低下してしまうという問題があった。このような問題は、メンブレンスイッチと押釦スイッチとを二段に重ねた構造の二段スイッチであっても、程度の差はあるが同様に発生し得る。
【０００５】
さらに、これらの二段スイッチでは、複数のスイッチが上下に配置されているため、スイッチの押圧方向（即ち、上下方向）に大きな寸法を必要とし、小型化を図ることが困難であった。特に、メンブレンスイッチ及び押釦スイッチはいずれも、上下の導電体間に所定の空間を形成する必要があるため、二段スイッチの高さを小さくすることは極めて困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることができるとともに、小型化を図ることが容易な多段スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の多段スイッチは、第一スイッチと第二スイッチとを備えた多段スイッチであって、前記第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作に伴って前記一対の第一電極間が電気的に接続され、前記第二スイッチは一対の第二電極を有し、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って前記一対の第二電極間が電気的に接続され、前記第一スイッチが電気的に接続した状態で、前記第二スイッチの電気的接続が行われることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の多段スイッチは、請求項１に記載の発明において、前記第一スイッチは前記第二スイッチの上方に配置され、前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の多段スイッチは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第一スイッチの電気的接続は前記第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われ、前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の第一電極は横方向に並んで配置され、該両第一電極間には第一ギャップが形成され、前記一対の第二電極は横方向に並んで配置され、該両第二電極の上方又は下方には導電部が設けられ、前記両第二電極間には第二ギャップが形成され、前記第一ギャップの下方に前記第二ギャップが位置していることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記多段スイッチは、前記第二スイッチの下方にさらに第三スイッチを備え、該第三スイッチは一対の第三電極を有し、該第三スイッチに対する下方への押込み操作に伴って前記一対の第三電極間が電気的に接続され、該第三スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力は、前記第二スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力よりも大きく設定され、前記第二スイッチが電気的に接続した状態で、前記第三スイッチの電気的接続が行われることを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第一スイッチは、表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなることを要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の多段スイッチは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記第二スイッチは、メンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の多段スイッチは、ユーザーの指等の導電体による接触操作に伴って電気的に接続される第一スイッチと、押込み操作に伴って電気的に接続される第二スイッチとを備えているため、第一及び第二スイッチに対する電気的接続を行う際の操作性を向上することができる。即ち、ユーザーにとっては、一般に、押込み操作を行う際の押圧荷重を段階的に調節することよりも、接触操作と押込み操作とを区別することの方がはるかに操作しやすい。よって、この多段スイッチでは、スイッチの段数が増えても、押込み操作すべきスイッチの段数は、全体のスイッチの段数よりも１つ少なくなる。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることが容易となる。
【００１５】
さらに、この多段スイッチでは、第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作のみにより、それら第一電極間が電気的に接続されるため、第二スイッチの押圧方向に関し、第一スイッチの寸法を小さく形成することが可能となる。即ち、押込み操作される必要のない第一スイッチは、多段スイッチの押圧方向に沿って移動する必要がないため、該方向に沿って広い空間を設ける必要がない。従って、第一スイッチの小型化を図ることが容易となり、結果的に多段スイッチ全体の小型化を図ることが容易となる。
【００１６】
請求項２に記載の多段スイッチでは、第一スイッチが第二スイッチの上方に配置されている。また、請求項３に記載の多段スイッチでは、第一スイッチの電気的接続が第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われる。即ち、これらの多段スイッチは、第一スイッチに対する接触操作を行いながら、該第一スイッチを下方に押圧することにより、第二スイッチに対する押込み操作を容易に行うことができるような構造を有している。従って、ユーザーにとっては、第一スイッチ及び第二スイッチの両方に対する操作を一連の動きの中で容易に行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の多段スイッチでは、左右の第一電極間に形成された第一ギャップと、左右の第二電極間に形成された第二ギャップとが上下に重なる位置に配置されている。このため、例えば、第一スイッチの右側の第一電極のみを下方に押圧した場合、第二スイッチの右側の第二電極と導電部とが当接し、該導電部と左側の第二電極とは当接しない。従って、第一スイッチが電気的に接続していない状態で、第二スイッチが電気的に接続されること、即ち誤動作を防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の多段スイッチでは、第二スイッチに対する押込み操作を行う際の押圧荷重よりも高い押圧荷重により第三スイッチに対する押込み操作が行われる三段スイッチ又は四段以上のスイッチが提供される。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることができるとともに、小型化を図ることが容易な多段スイッチを提供することができる。
【００１９】
請求項６に記載の多段スイッチでは、第一スイッチが表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなるため、該第一スイッチに対する接触操作に伴って、一対の第一電極間の電気的接続を容易に行うことができる。また、請求項７に記載の多段スイッチでは、第二スイッチがメンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなるため、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って、一対の第二電極間の電気的接続を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を二段スイッチに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、多段スイッチとしての二段スイッチ１０は、絶縁体からなる板状（本実施形態では四角板状）の基板１１と、該基板１１の周縁に沿って設けられた枠状のスペーサ１２と、基板１１の上方に配置された板状の樹脂フィルム１３とを備えている。樹脂フィルム１３は、絶縁性及び可撓性を有する樹脂により形成され、且つ基板１１と同じ大きさ及び形状を備えており、スペーサ１２の上面に配置されている。基板１１の上面と樹脂フィルム１３の下面との間には、スペーサ１２によって空間１４が形成されている。
【００２１】
基板１１の上面中央部には、板状（本実施形態では長四角板状）の一対の基板電極１５（第二電極）が設けられている。両基板電極１５は、基板１１の上面で左右に並ぶように配置されている。両基板電極１５の間には、第二ギャップ１４ａが形成されている。両基板電極１５は、基板１１の上面及び上方において、絶縁性の基板１１及び第二ギャップ１４ａによって電気的に絶縁されている。各基板電極１５は、図示しない電子機器内における第１の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２２】
樹脂フィルム１３の下面中央には、導電部としての導電層１６が設けられている。この導電層１６は、導電性を有する金属板や金属箔、或いは導電性を有するインク等により構成されている。本実施形態の導電層１６は、図２（ａ）に示すように楕円形状に形成されている。この導電層１６の下面は、両基板電極１５の上面に対し、空間１４を隔てて対向している。導電層１６と各基板電極１５とは、基板１１と樹脂フィルム１３との間において、空間１４によりそれぞれ電気的に絶縁されている。
【００２３】
樹脂フィルム１３の上面には、該樹脂フィルム１３の対向する側縁に沿って延びる板状（本実施形態では長四角板状）の一対の導電性フィルム１７（第一電極）が設けられている。各導電性フィルム１７は、導電性及び可撓性を有する樹脂により構成されており、接点電極としての役割を果たす。これら導電性フィルム１７は、０．０１ｍｍ以上の厚さを有していることが好ましい。両導電性フィルム１７は、樹脂フィルム１３の上面で左右に並ぶように配置されている。両導電性フィルム１７の間には、第一ギャップ１８が形成されている。両導電性フィルム１７は、樹脂フィルム１３の上面及び上方において、絶縁性の樹脂フィルム１３及び第一ギャップ１８によって電気的に絶縁されている。また、各導電性フィルム１７は、図示しない電子機器内における第２の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
本実施形態の第一スイッチ２１は、表面接触式スイッチからなり、第一ギャップ１８を介して左右に対向する一対の導電性フィルム１７により構成される。図１（ａ）に示すように、第一スイッチ２１では、左右の導電性フィルム１７間を跨ぐように、ユーザーが指９０で接触操作することにより、両導電性フィルム１７同士が前記指９０を介して電気的に接続される。なお、第一スイッチ２１を電気的に接続する際には、前記接触操作に伴って両導電性フィルム１７を下方に押圧する必要はない。
【００２５】
本実施形態の第二スイッチ２２は、メンブレンスイッチからなる。第二スイッチ２２は、基板１１、樹脂フィルム１３、一対の基板電極１５及び導電層１６により構成される。図１（ｂ）に示すように、第二スイッチ２２では、第一スイッチ２１に対する下方への押込み操作に伴って、樹脂フィルム１３の中央部が下方に膨出するように変形する。それによって、導電層１６の下面が両基板電極１５の上面に同時に当接し、該導電層１６を介して両基板電極１５同士が電気的に接続される。
【００２６】
なお、第二スイッチ２２では、第一ギャップ１８と第二ギャップ１４ａとが上下に重なる位置に配置されている。より具体的には、右側の導電性フィルム１７の左側縁が、右側の基板電極１５の左側縁の上方に位置し、左側の導電性フィルム１７の右側縁が、左側の基板電極１５の右側縁の上方に位置している。このため、例えば、指９０が右側の導電性フィルム１７のみを押圧しているときに、導電層１６の下面が左右の基板電極１５の上面と同時に当接することはない。従って、第一スイッチ２１が電気的に接続されている状態でのみ、第二スイッチ２２の電気的接続が可能である。
【００２７】
また、第二スイッチ２２において、各基板電極１５の上面と導電層１６の下面との隙間は、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続のみを意図する接触操作に伴って、第二スイッチ２２が電気的に接続されること、即ち誤動作することを抑制することが容易となる。さらに、前記隙間が０．０５ｍｍ以上であると、第二スイッチ２２の押込み操作時に、該押込み操作に伴う特異的な感覚（例えばクリック感）が指９０に伝わりやすくなるという利点も有する。
【００２８】
第一スイッチ２１において、両導電性フィルム１７の対向する側面間の間隔、（即ち、第一ギャップ１８の横方向の長さ）は、一対の導電性フィルム１７間を確実に導通するために、指９０の先端部（第一関節よりも先端側）の最大幅よりも小さいことが好ましく、指９０の先端部（第一関節よりも先端側）の最小幅よりも小さいことがより好ましい。第二スイッチ２２における左右の基板電極１５の対向する側面間の間隔（即ち、第二ギャップ１４ａの横方向の長さ）は、前記第一ギャップ１８の横方向の長さに対応するように設定されればよい。
【００２９】
さて、この二段スイッチ１０を用いて、二段階の電気的接続を行う際には、まず、図１（ａ）に示すように、第一スイッチ２１の左右の導電性フィルム１７間を跨ぐように、両導電性フィルム１７の上面に指９０を接触させる。このとき、第一スイッチ２１において、指９０を介して左右の導電性フィルム１７同士が電気的に接続され、それによって該第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。
【００３０】
続いて、前記両導電性フィルム１７の上面に接触している指９０に力を加え、該指９０で両導電性フィルム１７の上面をそのまま下方に押込む。この押込み操作により、図１（ｂ）に示すように、樹脂フィルム１３の中央部が下方に膨出するように変形し、それによって導電層１６の下面が両基板電極１５の上面に当接する。このとき、第二スイッチ２２において、導電層１６を介して左右の基板電極１５同士が電気的に接続され、それによって該第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【００３１】
前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態の二段スイッチ１０は、表面接触式スイッチからなる第一スイッチ２１と、該第一スイッチ２１の下方に位置する第二スイッチ２２とを備え、該第二スイッチ２２はメンブレンスイッチからなる。このため、この二段スイッチ１０では、スイッチの段数を二段に増やしても、一段スイッチ（図示略）とほぼ同等の操作性を有している。なお、前記一段スイッチとは、一段階の電気的接続のみを行うためのスイッチであって、例えば、本実施形態の二段スイッチ１０において、両導電性フィルム１７を省略した構造を有している。
【００３２】
本実施形態の第一スイッチ２１の接触操作においては、該第一スイッチ２１に対して指９０による荷重をかける必要がない。さらに、第二スイッチ２２の押込み操作においては、メンブレンスイッチからなる一段スイッチと同等の押圧荷重を加えることにより、該第二スイッチ２２の電気的接続を行うことが可能である。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の操作性を向上することができる。
【００３３】
即ち、ユーザーにとっては、押込み操作を行う際の押圧荷重を段階的に調節しなければならない従来の二段スイッチよりも、接触操作と押込み操作とを区別して行う本実施形態の二段スイッチ１０の方がはるかに操作しやすい。よって、この二段スイッチ１０では、スイッチの段数が二段ではあるが、押込み操作すべきスイッチの段数は一段（第二スイッチ２２）のみである。従って、スイッチの段数を増やしても、操作性の低下を抑えることが容易となる。
【００３４】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０は、両導電性フィルム１７を省略した構造を有する一段スイッチとほぼ同じ大きさに形成することが可能であるため、該二段スイッチ１０の小型化を図ることが容易である。即ち、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１が接触操作のみにより電気的に接続される構造を有しているため、該第一スイッチ２１の上下の寸法を小さく形成することが可能となる。即ち、押込み操作される必要のない第一スイッチ２１は、二段スイッチ１０の押圧方向に沿って移動する必要がないため、該方向に沿って広い空間を設定する必要がない。従って、第一スイッチ２１の小型化を図ることが容易となり、結果的に二段スイッチ１０全体の小型化を図ることが容易となる。
【００３５】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０において、第一スイッチ２１の電気的接続は、右側の導電性フィルム１７の上面と、左側の導電性フィルム１７の上面との間で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は、左右の基板電極１５の上面と導電層１６の下面との間で行われる。つまり、第一スイッチ２１の電気的接続が実質的に行われる場所（導電性フィルム１７の上面の高さ）は、第二スイッチ２２の電気的接続が実質的に行われる場所（基板電極１５の上面の高さ）よりも上方に位置している。このため、この二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行う方向に第一スイッチ２１を押込むことにより、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行うことができるため、これら一連の操作に無駄な動きが少ない。従って、ユーザーにとっては、第一及び第二スイッチ２１，２２の両方に対する操作を一連の動きの中で容易に行うことができる。
【００３６】
・ 本実施形態の二段スイッチ１０では、左右の導電性フィルム１７間を隔てる第一ギャップ１８と、左右の基板電極１５間を隔てる第二ギャップ１４ａとが上下に揃った位置に配置されている。このため、例えば、第一スイッチ２１が電気的に接続しないように、故意に右側の導電性フィルム１７のみを下方に押圧した場合、右側の基板電極１５と導電層１６とが当接し、該導電層１６と左側の基板電極１５とが当接しない状態となる。従って、第一スイッチ２１が電気的に接続していない状態で、第二スイッチ２２が電気的に接続すること、即ち誤動作を効果的に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 導電性を有する金属箔や導電性を有するインク等により導電性フィルム１７を構成してもよい。
【００３８】
・ 基板電極１５を、例えば図２（ｂ）に示すような形状に形成してもよい。即ち、導電層１６の真下には、長四角板状に形成された複数の基板電極１５が、互い平行に延びるように基板１１上に固定されている。これらの基板電極１５の幾つかの端部は、導電層１６の右端部よりも右側に延設されるとともに、それらの端部はまとまって図示しない電子機器内における第１の電気回路に電気的に接続されている。残りの基板電極１５の端部は、導電層１６の左端部よりも左側に延設されるとともに、それらの端部はまとまって図示しない電子機器内における第１の電気回路に電気的に接続されている。
【００３９】
・ 図３（ａ）に示すように、第二スイッチ２２において、導電層１６を省略し、その代わりに、金属皿バネのような導電性を有する付勢部材３１を設けてもよい。この付勢部材３１は、中央部が上方に膨出する弧状の断面を有し、その周縁を基板１１の上面に当接させた状態で、空間１４内に収容されている。付勢部材３１の中央部は、両基板電極１５から離間し、それら基板電極１５の上方に位置している。指９０により導電性フィルム１７が下方に押圧されると、付勢部材３１の中央部は、樹脂フィルム１３の下面を介して下方に押圧される。その結果、付勢部材３１の中央部下面が、左右の基板電極１５の上面に同時に当接し、それによって両基板電極１５間が電気的に接続される。なお、この変形例において、導電性を有する付勢部材３１は、導電部を構成している。
【００４０】
従って、この二段スイッチ１０では、付勢部材３１による付勢力に抗しながら第二スイッチ２２の押込み操作が行われるため、該押込み操作における操作感覚が増すという利点がある。さらに、金属皿バネからなる付勢部材３１が装着された二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２に対する押圧力が所定の閾値を超えると、金属皿バネが反転してその中央部が下方に膨出する。この瞬間に、第二スイッチ２２が電気的に接続される。従って、金属皿バネを備えた二段スイッチ１０では、第二スイッチ２２の押込み操作に伴うクリック感が得られる。
【００４１】
・ 図３（ｂ）に示すように、第二スイッチ２２において、一対の基板電極１５を樹脂フィルム１３の下面に設け、導電層１６を基板１１の上面に設けてもよい。
・ 図３（ｂ）に示すように、第一スイッチ２１において、右側の導電性フィルム１７の左側縁は、右側の基板電極１５の右側縁よりも右側に配置されてもよい。同様に、左側の導電性フィルム１７の右側縁は、左側の基板電極１５の左側縁よりも左側に配置されてもよい。この場合、一対の導電性フィルム１７を備えた第一スイッチ２１の下方に、第二スイッチ２２が設けられている。
【００４２】
・ 図３（ｂ）に示すように、第一スイッチ２１において、各導電性フィルム１７の上面に、同一形状の金属板３２を配置してもよい。これらの金属板３２は、０．０１ｍｍ以上の厚さに形成されていることが好ましい。また、金属板３２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の導電性を有する金属により構成され、８０μｍ程度の厚さのステンレス鋼により構成されていることが特に好ましい。これらの金属板３２は、導電性フィルム１７の腐食や傷付きを抑えることにより導電性フィルム１７を保護する目的で設けられるとともに、二段スイッチ１０の外観を向上させる。
【００４３】
・ 第一スイッチ２１を静電容量式スイッチに変更してもよい。静電容量式スイッチとは、スイッチ表面に複数の導電部からなる電極（図３（ｃ）では一対の導電性フィルム１７）が設けられており、それらの電極間には、予め所定の静電容量の電荷が蓄えられている。そして、これらの電極間を跨ぐように指９０を接触させることにより、それら電極間に蓄えられていた静電容量が変化し、その静電容量の変化を検知することによって、電極間を電気的に接続させる。なお、図３（ｃ）に示すように、静電容量式スイッチからなる第一スイッチ２１を備えた二段スイッチ１０において、各導電性フィルム１７の上面及び側面には、静電容量を調整するための保護膜３３（図３（ｃ）参照）が形成されていることが好ましい。
【００４４】
・ 図４（ａ）に示すように、上記実施形態の第二スイッチ２２を押釦スイッチ２２ａに変更してもよい。この押釦スイッチ２２ａは、上記実施形態の可撓性を有する樹脂フィルム１３の代わりに、可撓性を有さない絶縁板４１を備えている。さらに、この絶縁板４１の下面には、一対の基板電極１５と、可撓性を有するゴム又は樹脂製の弾性部材４２とが設けられている。弾性部材４２は、絶縁板４１の周縁に沿って延びる枠状の支持部４３を備えている。支持部４３の内周縁には、二段スイッチ１０の中央部に向かって斜め下方に延びるロート状の弾性変形部４４が設けられている。弾性変形部４４の内周端には、絶縁板４１と平行に延びる板状の受圧部４５が連結されている。この受圧部４５の上面には、両基板電極１５の下面と対向するように、導電層１６が設けられている。
【００４５】
この押釦スイッチ２２ａを備えた二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１を下方に押圧すると、弾性変形部４４が変形し、それによって両基板電極１５の下面と導電層１６の上面とが当接する。このとき、受圧部４５は下方に移動せず、代わりに絶縁板４１全体が下方に移動する。従って、この二段スイッチ１０では、弾性変形部４４による付勢力に抗しながら押釦スイッチ２２ａの押込み操作を行うため、該押込み操作に伴うクリック感が得られる。
【００４６】
・ 図４（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す第二スイッチ２２と、図３（ｂ）に示す第一スイッチ２１とを組み合わせるとともに、第二スイッチ２２の上方の樹脂フィルム１３を切除することにより、二段スイッチ１０を構成してもよい。即ち、この二段スイッチ１０では、上記実施形態の二段スイッチ１０において、導電層１６を省略し、その代わりに導電性の付勢部材３１が設けられている。さらに、第一スイッチ２１において、右側の導電性フィルム１７の左側縁は、付勢部材３１の右側部よりも右側に配置され、左側の導電性フィルム１７の右側縁は、付勢部材３１の左側部よりも左側に配置されている。なお、前記導電性フィルム１７の上面に、金属板３２を設けてもよい。
【００４７】
・ 図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示す二段スイッチ１０における導電性の付勢部材３１の上端部を、導電性フィルム１７の上面よりも上方に突出するように配置してもよい。但し、前記導電性フィルム１７の上面は、基板電極１５の上面よりも上方に配置され、好ましくは基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されている。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続は実質的に左右の導電性フィルム１７の上面で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は実質的に左右の基板電極１５の上面で行われる。このため、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１に対する接触操作に引き続いて、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行うことができる。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の一連の操作に無駄な動きを少なくすることができる。
【００４８】
なお、各導電性フィルム１７の上面に金属板３２を設ける場合には、付勢部材３１の上端部は、金属板３２の上面よりも上方に突出するように配置される。この場合、金属板３２の上面が、基板電極１５の上面よりも上方に配置されていればよく、基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されていることが好ましい。
【００４９】
・ 図５（ａ）に示すように、一方の基板電極１５を省略するとともに、導電性の付勢部材３１を第２の電気回路に電気的に接続してもよい。この場合、導電性の付勢部材３１と一つの基板電極１５とにより、第二スイッチ２２が構成される。
【００５０】
また、図５（ａ）に示す変形例では、図４（ｃ）に示す二段スイッチ１０における一方の導電性フィルム１７が省略され、導電性の付勢部材３１が第１の電気回路に電気的に接続される。この場合、付勢部材３１の上面と前記導電性フィルム１７の上面とを跨ぐように指９０を接触させることにより、第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。
【００５１】
但し、前記導電性フィルム１７の上面は、基板電極１５の上面よりも上方に配置され、好ましくは基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されている。この場合、第一スイッチ２１の電気的接続は実質的に付勢部材３１に最も近接する導電性フィルム１７の端部の上面で行われ、第二スイッチ２２の電気的接続は実質的に基板電極１５の上面で行われる。このため、この二段スイッチ１０では、第一スイッチ２１に対する接触操作に引き続いて、第二スイッチ２２に対する押込み操作を行うことができる。従って、第一及び第二スイッチ２１，２２に対する電気的接続を行う際の一連の操作に無駄な動きを少なくすることができる。
【００５２】
なおこのとき、前記導電性フィルム１７の上面に金属板３２を設けてもよいが、この場合には、金属板３２の上面が、基板電極１５の上面よりも上方に配置されていればよく、基板電極１５の上面の高さに付勢部材３１の厚みを加えた高さよりも上方に配置されていることが好ましい。
【００５３】
・ 図５（ｂ）に示すように、基板１１と、該基板１１の上面に設けられる１つの基板電極１５と、基板１１の上面に設けられる左右一対の導電性の付勢部材３１とにより、二段スイッチ１０を構成してもよい。各付勢部材３１の中央部は、いずれも基板電極１５の上面と当接可能に配置されている。さらに、導電性を有する付勢部材３１の一方又は両方は、第２の電気回路に電気的に接続されている。これにより、第二スイッチ２２が構成される。また、第一スイッチ２１は、横方向に並んで配置される一対の導電性の付勢部材３１により構成される。各付勢部材３１は、第１の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５４】
この二段スイッチ１０では、左右の付勢部材３１の中央部同士を跨ぐように指９０を接触させることにより、第一スイッチ２１の電気的接続が行われる。続いて、両付勢部材３１の上面に接触している指９０に力を加え、該指９０で両付勢部材３１の上面をそのまま下方に押込むことにより、両付勢部材３１の下面と基板電極１５の上面とがそれぞれ当接し、第二スイッチ２２の電気的接続が行われる。
【００５５】
・ 上記実施形態の二段スイッチ１０に代えて、図５（ｃ）に示す三段スイッチ５０を提供することが可能である。この三段スイッチ５０は、図３（ｂ）に示す第一スイッチ２１及び第二スイッチ２２と、該第二スイッチ２２の下方に位置する第三スイッチ５１とを備えている。前記第二スイッチ２２では、図３（ｂ）に示す基板１１の代わりに、樹脂フィルム１３が設けられている。第三スイッチ５１は、図４（ｂ）に示す第二スイッチ２２と同様に構成されている。即ち、この三段スイッチ５０は、表面接触式スイッチからなる第一スイッチ２１と、メンブレンスイッチからなる第二スイッチ２２と、導電性の付勢部材３１が設けられたメンブレンスイッチからなる第三スイッチ５１とを備えている。なお、前記第三スイッチ５１に設けられる一対の基板電極１５は、第三電極として機能し、図示しない電子機器内における第３の電気回路にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５６】
ちなみに、この第三スイッチ５１の下方に第四スイッチ（図示略）を形成することにより、四段スイッチ（図示略）を提供することも可能であり、さらに、五段スイッチ、六段スイッチ等の多段スイッチを提供することも可能である。これらの多段スイッチにおいては、第一スイッチを表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチ、第二スイッチをメンブレンスイッチ又は押釦スイッチとし、第三スイッチ以降については、付勢部材を備えたメンブレンスイッチ又は押釦スイッチとすることが好ましい。
【００５７】
なお、前記付勢部材は、導電性を有する付勢部材３１によって構成されることが好ましいが、導電性を有さない付勢部材によって構成されていても構わない。また、前記第二スイッチには、付勢部材が設けられていないことが好ましい。このような三段以上の多段スイッチにおいては、下方に位置するスイッチほど押込み操作に必要な荷重が段階的に大きくなるように、即ち付勢部材による付勢力を段階的に大きくするように構成されることが好ましい。
【００５８】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 右側に配置される前記第一電極の左側部は、右側に配置される前記第二電極の左側部の上方に位置し、左側に配置される前記第一電極の右側部は、左側に配置される前記第二電極の右側部の上方に位置することを特徴とする請求項４に記載の多段スイッチ。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は一実施形態の二段スイッチの第一スイッチを接触操作する様子を示す斜視図、（ｂ）は二段スイッチを押込み操作して第二スイッチを電気的に接続させる様子を示す斜視図。
【図２】（ａ）は図１（ａ）の２ａ−２ａ線から見た二段スイッチの平断面図、（ｂ）は変形例の二段スイッチの平断面図。
【図３】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【図４】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【図５】（ａ）から（ｃ）はいずれも、変形例の二段スイッチを示す断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…多段スイッチとしての二段スイッチ、１４ａ…第二ギャップ、１５…第二電極としての基板電極、１６…導電部としての導電層、１７…第一電極としての導電性フィルム、１８…第一ギャップ、２１…第一スイッチ、２２…第二スイッチ、２２ａ…押釦スイッチ、３１…導電部を構成する付勢部材、５０…多段スイッチとしての三段スイッチ、５１…第三スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一スイッチと第二スイッチとを備えた多段スイッチであって、
前記第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作に伴って前記一対の第一電極間が電気的に接続され、
前記第二スイッチは一対の第二電極を有し、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って前記一対の第二電極間が電気的に接続され、
前記第一スイッチが電気的に接続した状態で、前記第二スイッチの電気的接続が行われることを特徴とする多段スイッチ。
【請求項２】
前記第一スイッチは前記第二スイッチの上方に配置され、
前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の多段スイッチ。
【請求項３】
前記第一スイッチの電気的接続は前記第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われ、
前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多段スイッチ。
【請求項４】
前記一対の第一電極は横方向に並んで配置され、該両第一電極間には第一ギャップが形成され、
前記一対の第二電極は横方向に並んで配置され、該両第二電極の上方又は下方には導電部が設けられ、前記両第二電極間には第二ギャップが形成され、
前記第一ギャップの下方に前記第二ギャップが位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項５】
前記多段スイッチは、前記第二スイッチの下方にさらに第三スイッチを備え、
該第三スイッチは一対の第三電極を有し、該第三スイッチに対する下方への押込み操作に伴って前記一対の第三電極間が電気的に接続され、該第三スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力は、前記第二スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力よりも大きく設定され、
前記第二スイッチが電気的に接続した状態で、前記第三スイッチの電気的接続が行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項６】
前記第一スイッチは、表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなる請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項７】
前記第二スイッチは、メンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項１】
第一スイッチと第二スイッチとを備えた多段スイッチであって、
前記第一スイッチは一対の第一電極を有し、該第一スイッチに対する接触操作に伴って前記一対の第一電極間が電気的に接続され、
前記第二スイッチは一対の第二電極を有し、該第二スイッチに対する押込み操作に伴って前記一対の第二電極間が電気的に接続され、
前記第一スイッチが電気的に接続した状態で、前記第二スイッチの電気的接続が行われることを特徴とする多段スイッチ。
【請求項２】
前記第一スイッチは前記第二スイッチの上方に配置され、
前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の多段スイッチ。
【請求項３】
前記第一スイッチの電気的接続は前記第二スイッチの電気的接続よりも上方で行われ、
前記第二スイッチは、該第二スイッチに対する下方への押込み操作に伴って、前記一対の第二電極間が電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多段スイッチ。
【請求項４】
前記一対の第一電極は横方向に並んで配置され、該両第一電極間には第一ギャップが形成され、
前記一対の第二電極は横方向に並んで配置され、該両第二電極の上方又は下方には導電部が設けられ、前記両第二電極間には第二ギャップが形成され、
前記第一ギャップの下方に前記第二ギャップが位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項５】
前記多段スイッチは、前記第二スイッチの下方にさらに第三スイッチを備え、
該第三スイッチは一対の第三電極を有し、該第三スイッチに対する下方への押込み操作に伴って前記一対の第三電極間が電気的に接続され、該第三スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力は、前記第二スイッチの電気的接続に必要な押込み操作力よりも大きく設定され、
前記第二スイッチが電気的に接続した状態で、前記第三スイッチの電気的接続が行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項６】
前記第一スイッチは、表面接触式スイッチ又は静電容量式スイッチからなる請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【請求項７】
前記第二スイッチは、メンブレンスイッチ又は押釦スイッチからなる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の多段スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２３６６９４（Ｐ２００６−２３６６９４Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４７５４３（Ｐ２００５−４７５４３）
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
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