JPH09223432A - マトリックス型スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化が図れ、製造が容易で組み立て誤差に
よる不良も生じないマトリックス型スイッチを提供する
こと。 【解決手段】 フレキシブル基板１０上に、３本の第１
の回路パターン１１を並列に形成し、第１の回路パター
ン１１上の所定位置に厚み方向へ押圧することで該厚み
方向の抵抗値を小さくする感圧抵抗膜２１を形成し、さ
らに３本の第１の回路パターン１１と交差し且つ該交差
点において感圧抵抗膜２１上を通過するように４本の第
２の回路パターン３１を並列に形成する。第１と第２の
回路パターン１１，３１の交差点を感圧抵抗膜２１の厚
み方向に押圧することで該交差点における第１と第２の
回路パターン１１，３１間をオンするスイッチ接点２０
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面上に多数のス
イッチ接点をマトリックス状に配列したマトリックス型
スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のマトリックス型スイッチと
しては、図１０，図１１，図１２に示すような構造のも
のがあった。

【０００３】即ち図１０に示すマトリックス型スイッチ
は、複数本（図では３本）の回路パターン８２を並列に
形成したフレキシブル基板８１の上に、スペーサ８８を
載せ、さらにその上に複数本（図では３本）の回路パタ
ーン８６を並列に形成したフレキシブル基板８５を載せ
て構成されている。

【０００４】回路パターン８２と回路パターン８６の交
差する交差点位置にはそれぞれ接点部８３，８７が設け
られている。またスペーサ８８の前記交差点位置には円
形の貫通孔８９が設けられている。

【０００５】そしてフレキシブル基板８５の何れかの接
点部８７の上を押圧すれば、該接点部８７が貫通孔８９
を介してその真下の接点部８３に接触し、該接触した回
路パターン８２，８６間がオンする。

【０００６】図１１に示すマトリックス型スイッチは、
前記図１０に示すと同様の２枚のフレキシブル基板９
１，９５の間に、スペーサの代わりに、厚み方向に押圧
することで該押圧した部分のみを厚み方向にオンする
（抵抗値を小さくする）１枚の異方性感圧ゴムシート９
８を介在させて構成されている。

【０００７】そしてフレキシブル基板９５の何れかの接
点部９７の上を押圧すれば、該接点部９７の真下の異方
性感圧ゴムシート９８が押圧されて該接点部９７とその
真下の接点部９３とが導通し、該導通した回路パターン
９２，９６間がオンする。

【０００８】図１２に示すマトリックス型スイッチは、
１枚のフレキシブル基板１０１上に対向する２つの電極
部１０５，１０６を設けたスイッチパターン１０３をマ
トリックス状に９個形成し、該各スイッチパターン１０
３の一方側の電極部１０５から３本の回路パターン１０
７を引き出し、他方側の電極部１０６から３本の回路パ
ターン１０９を引き出すとともに、このフレキシブル基
板１０１の上にスペーサ１１１を介してフイルム板１１
３を取り付けて構成されている。

【０００９】なお回路パターン１０７の内の２本は、回
路パターン１０９と接触しないようにするためスルーホ
ール１１０を介してフレキシブル基板１０１の裏面に配
い回されている。

【００１０】そしてフイルム板１１３の何れかのスイッ
チパターン１０３の上を押圧すれば、該フイルム板１１
３の下面に設けた導電パターン１１５がスイッチパター
ン１０３の２つの電極部１０５，１０６間を導通し、こ
れによって導通した回路パターン１０７，１０９間がオ
ンする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記いず
れの従来例にあっても、複数枚の部材を重ね合わせる構
造なので、その厚みが増して更なる薄型化が図れないば
かりか、その組み立て工程が煩雑であるという問題点が
あった。

【００１２】また各接点部８３，８７（９３，９７，１
０３，１１５）が正確に対向するようにフレキシブル基
板８１，８５（９１，９５，１０１，１１３）を正確に
位置決めして組み立てなければならず、組み立て誤差に
よる不良が生じる恐れもある。

【００１３】また図１１に示す従来例の場合、使用する
異方性感圧ゴムシート９８が高価であるという問題点も
あった。

【００１４】一方図１２に示す従来例の場合、スルーホ
ール１１０を形成しなければならないので、その製造工
程が煩雑になるという問題点もあった。

【００１５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、薄型化が図れ、製造が容易で組み立て
誤差による不良も生じないマトリックス型スイッチを提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、基材上に、複数本の第１の回路パターンを
並列に形成し、前記第１の回路パターン上の所定位置に
厚み方向へ押圧することで該厚み方向の抵抗値を小さく
する感圧抵抗膜を形成し、さらに前記複数本の第１の回
路パターンと交差し且つ該交差点において前記感圧抵抗
膜上を通過するように複数本の第２の回路パターンを並
列に形成し、前記第１と第２の回路パターンの交差点を
感圧抵抗膜の厚み方向に押圧することで該交差点におけ
る第１と第２の回路パターン間をオンするスイッチ接点
とするマトリックス型スイッチを構成した。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。ここで図１（ａ）は本発明の
一実施形態にかかるマトリックス型スイッチを上側から
見た状態を示す斜視図であり、同図（ｂ）は下側から見
た状態を示す斜視図である。

【００１８】同図に示すようにこのマトリックス型スイ
ッチは、１枚のフレキシブル基板１０のみで構成されて
いる。具体的には、１枚のフレキシブル基板１０の下面
に、並列に形成された３本の第１の回路パターン１１
と、該第１の回路パターン１１に直交するように並列に
形成された４本の第２の回路パターン３１と、両パター
ンが交差する部分に形成されるスイッチ接点２０（１２
か所）とを設けて構成されている。

【００１９】ここで図２は前記スイッチ接点２０の部分
を拡大して詳細に示す図であり、同図（ａ）は平面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は
裏面図である。

【００２０】同図に示すようにスイッチ接点２０は、フ
レキシブル基板１０の下面に第１の回路パターン１１を
形成し、該第１の回路パターン１１のスイッチ接点２０
となる部分に設けた円形の接点部１３の上を覆うように
円形の感圧抵抗膜２１を形成し、該感圧抵抗膜２１の上
を通過するように第２の回路パターン３１を形成して構
成されている。

【００２１】なお第２の回路パターン３１の前記接点部
１３に対向する位置にも円形の接点部３３が設けられて
いる。

【００２２】またこのフレキシブル基板１０のスイッチ
接点２０となる部分は、上方向に凸となるように湾曲せ
しめられており、これによってドーム状押圧部１５が形
成されている。

【００２３】以下このマトリックス型スイッチの詳細な
構造をその製造方法と共に説明する。図３〜図６はマト
リックス型スイッチの製造方法を示す図である。

【００２４】このマトリックス型スイッチを製造するに
は、まず図３に示すように、可撓性を有するフレキシブ
ル基板１０を用意し、その一方の面に３本の第１の回路
パターン１１を並列に形成する。

【００２５】ここでフレキシブル基板１０は可撓性を有
する合成樹脂フイルムで構成されており、この実施例で
は厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）フイルムが使用されている。

【００２６】一方第１の回路パターン１１は印刷などに
よって形成されるが、この実施例では銀ペーストをスク
リーン印刷することによって形成されており、その一端
にはランド部１２が設けられ、またスイッチ接点２０と
なる部分にはそれぞれ円形の接点部１３が設けられてい
る。なおこの実施形態では第１の回路パターン１１の厚
みは約１０μｍとしている。

【００２７】次に図４に示すように、前記各接点部１３
の上に該接点部１３を覆う円形の感圧抵抗膜２１を形成
する。

【００２８】この感圧抵抗膜２１は、厚み方向へ押圧す
ることで該厚み方向の抵抗値を小さくする機能を有する
感圧材料を印刷することで形成されている。なおこの実
施形態では感圧抵抗膜２１の厚みは４０〜１００μｍと
している。

【００２９】本実施形態では感圧抵抗膜２１として、押
圧方向だけ抵抗値が変化し、それ以外の方向では絶縁状
態のままである異方性感圧抵抗膜を使用した。この感圧
抵抗膜２１の材質としては、弾性材中に導電粉を混合し
たものを用いている。具体的にこの実施形態において
は、弾性材としてシリコンゴム、導電粉としてカーボン
粉を使用し、シリコンゴム１５．０〜０．２重量部に対
してカーボン粉１．０重量部を混合し、これを例えばテ
ルペン系の高沸点溶剤などからなる溶剤に溶かしてい
る。またカーボン粉としては平均粒径１〜２０μｍの造
粒カーボンブラックを使用している。

【００３０】なお弾性材としては、シリコンゴムに限定
されず、他の各種ゴム材（例えばブタジエンゴム，アク
リルニトリル・ブタジエン・スチレンゴム等）、又は熱
可塑性エラストマー（例えばスチレン系熱可塑性エラス
トマー，オレフィン系熱可塑性エラストマー等）、又は
塩ビ・酢ビ系樹脂材、又はポリエチレンなどの各種弾性
を有する材料が使用できる。

【００３１】また導電粉の材質としては、造粒カーボン
ブラックの他に、球状黒鉛，ビーズ状黒鉛，鱗状黒鉛，
フレーク状黒鉛，土状黒鉛等が使用でき、またこれらの
混合体であってもよい。また他の導電金属粉でも良い。

【００３２】次に図５に示すように、前記フレキシブル
基板１０の上に４本の第２の回路パターン３１を並列で
あって前記第１の回路パターン１１と直交し、且つ感圧
抵抗膜２１の上を通るように形成する。

【００３３】この第２の回路パターン２１は印刷などに
よって形成されるが、この実施例では銀ペーストをスク
リーン印刷することによって形成されており、その一端
にはランド部３２が設けられ、またスイッチ接点２０と
なる部分にはそれぞれ円形の接点部３３が設けられてい
る。なおこの実施形態では第２の回路パターン２１の厚
みは約１０μｍとしている。

【００３４】そして次に図６に示すように、前記フレキ
シブル基板１０の感圧抵抗膜２１を設けた部分を加熱・
加圧によって成型することで感圧抵抗膜２１を設けない
面側（即ち図１に示す上面側）に向けて凸となるように
湾曲せしめることによってドーム状押圧部１５を形成す
る。この実施形態ではこのドーム状押圧部１５の直径は
５mm、高さは０．５mmとしている。

【００３５】そしてこのマトリックス型スイッチを動作
させるには、図７に示すようにこのマトリックス型スイ
ッチを支持部材４０の上に載置し、所定のドーム状押圧
部１５を押圧すれば、該ドーム状押圧部１５がクリック
感覚を生じながら反転変形し、感圧抵抗膜２１が厚み方
向に押圧されて該厚み方向の抵抗値が小さくなり、これ
によって所定の両接点部１３，３３間が導通し、該導通
した第１，第２の回路パターン１１，３１間がオンす
る。これによりマトリックスに対応したスイッチの信号
が取り出せることになる。該押圧を解除すれば、前記ド
ーム状押圧部１５は元の位置に戻り、オフとなる。

【００３６】ところで前記支持部材４０は、モールド樹
脂などの硬質絶縁板で構成しても良いし、金属板上に絶
縁膜を形成したものや、モールドケース自体で構成して
も良いし、フイルム状の基板であっても良い。

【００３７】なおドーム状押圧部１５の押圧ストローク
が足りない場合は、マトリックス型スイッチと支持部材
４０の間に図１０に示すようなスペーサ８８を介在させ
て押圧ストロークを長くするようにしたり、また支持部
材４０上に凹部を設けることによって押圧ストロークを
長くするようにしても良い。

【００３８】この実施形態の場合、マトリックス型スイ
ッチが可撓性を有するので、たとえ取り付ける支持部材
４０が湾曲面であってもこれと同様に湾曲して容易に密
着するように取り付けることができる。

【００３９】図８は本発明に用いることができる他の構
造のスイッチ接点２０−２を示す要部概略側断面図であ
る。このスイッチ接点２０−２において前記図２に示す
スイッチ接点２０と相違する点は、フレキシブル基板１
０−２にドーム状押圧部１５を形成していない点のみで
ある。

【００４０】このマトリックス型スイッチの場合、ドー
ム状押圧部１５がないので、実際に使用する場合には、
同図に示すようにこのマトリックス型スイッチの下側に
配置する支持部材４０−２に凹部４１−２を設けたり、
前記図１０に示すような貫通孔８９を設けたスペーサ８
８をマトリックス型スイッチの下側に配置したりすれば
よい。

【００４１】上記各実施形態においては、いずれもマト
リックス型スイッチをフレキシブル基板上に形成する例
を示したが、本発明にかかるマトリックス型スイッチ
は、フレキシブル基板上ではなく硬質基板やその他の種
々の固定部材上に形成しても良い。

【００４２】図９は硬質基板上にマトリックス型スイッ
チを形成した一実施形態を示す斜視図である。この実施
形態において前記図１に示す実施形態と相違する点は、
フレキシブル基板１０の代わりに硬質基板１０−３を用
い、形成したスイッチ接点２０−３を上向きにした点の
みである。なお当然図１に示すドーム状押圧部１５は形
成されていない。

【００４３】このように構成されたマトリックス型スイ
ッチの何れかのスイッチ接点２０−３を押圧すれば、該
スイッチ接点２０−３がオンすることは上記各実施形態
と同様である。このときスイッチ接点２０−３の上には
スイッチ接点２０−３を押圧するキートップを配設した
り、可撓性を有する樹脂フイルムやゴム板などを載置す
るなどすれば良い。

【００４４】なお上記各実施形態のスイッチ接点の上に
絶縁保護膜をスクリーン印刷にて形成しておけば、該ス
イッチ接点が機械的摩耗から保護される。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、マトリックス型スイッチを１枚の基材上に形成する
ことができるのでその厚みの薄型化が図れ、また印刷な
どのパタン形成技術のみによって製造できるので製造が
容易で組み立て誤差も生じないという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態にかかるマト
リックス型スイッチを上側から見た状態を示す斜視図で
あり、図１（ｂ）は下側から見た状態を示す斜視図であ
る。

【図２】スイッチ接点２０の部分を拡大して詳細に示す
図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）は裏面図である。

【図３】マトリックス型スイッチの製造方法を示す図で
ある。

【図４】マトリックス型スイッチの製造方法を示す図で
ある。

【図５】マトリックス型スイッチの製造方法を示す図で
ある。

【図６】マトリックス型スイッチの製造方法を示す図で
ある。

【図７】マトリックス型スイッチの１使用例を示す図で
ある。

【図８】本発明に用いることができる他の構造のスイッ
チ接点２０−２を示す要部概略側断面図である。

【図９】硬質基板上にマトリックス型スイッチを形成し
た一実施形態を示す斜視図である。

【図１０】従来のマトリックス型スイッチを示す分解斜
視図である。

【図１１】従来のマトリックス型スイッチを示す分解斜
視図である。

【図１２】従来のマトリックス型スイッチを示す分解斜
視図である。

【符号の説明】

１０ フレキシブル基板（基材） １１ 第１の回路パターン １５ ドーム状押圧部 ２０ スイッチ接点 ２１ 感圧抵抗膜 ３１ 第２の回路パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材上に、複数本の第１の回路パターン
   を並列に形成し、前記第１の回路パターン上の所定位置
   に厚み方向へ押圧することで該厚み方向の抵抗値を小さ
   くする感圧抵抗膜を形成し、さらに前記複数本の第１の
   回路パターンと交差し且つ該交差点において前記感圧抵
   抗膜上を通過するように複数本の第２の回路パターンを
   並列に形成し、前記第１と第２の回路パターンの交差点
   を感圧抵抗膜の厚み方向に押圧することで該交差点にお
   ける第１と第２の回路パターン間をオンするスイッチ接
   点としたことを特徴とするマトリックス型スイッチ。