JPH1097819A - メンブレンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押下した感触によるオンタイミングと実際の
オンタイミングとが一致するメンブレンスイッチを提供
する。 【解決手段】 エンボス加工部２６を有する上部シート
２２ａと、この上部シートの凹部側の面に重ねられる下
部シート２３ａとは１枚のＰＥＴフィルム２１を折り曲
げることにより構成されている。この上部シート２１ａ
と下部シート２１ｂとの間には、スペーサシート２５が
接着されている。上部シート２１ａのエンボス加工部２
６の凹面には円形電極２２ａが印刷により形成されてお
り、下部シート２１ｂの電極２２ａに整合する位置には
円形電極２３ａが印刷により形成されている。電極２２
ａは導電性リード２２ｂにより下部シート２１ｂの電極
２３ａの形成面まで導出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話等の電子機
器等に使用される薄型スイッチとしてのメンブレンスイ
ッチに関し、クリック感を有するメンブレンスイッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクリック感付きメンブレンスイッ
チは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の基材に
エンボス加工を設けた上部シートと、ＰＥＴの下部シー
トと、上部シートと下部シートとの間に介挿されたＰＥ
Ｔからなるスペーサシートとを有する。

【０００３】図６は従来のエンボス加工によるクリック
感付きのメンブレンスイッチを示す断面図である。上部
シート１と下部シート２との間にスペーサシート３が介
挿されている。これらの上部シート１、下部シート２及
びスペーサシート３はいずれもＰＥＴ基材からなり、上
部シート１にはエンボス加工部６が形成されている。こ
の上部シート１のエンボス加工部６の内面（凹面）には
Ａｇペースト回路により電極４が形成されており、この
電極４に対向する下部シート２の内面には、同様にＡｇ
ペースト回路により電極５が形成されている。

【０００４】電極４は、図７（ａ）に示すように、円形
の形状を有し、電極５は、図７（ｂ）に示すように、櫛
歯状をなす。即ち、電極５は一方の櫛歯電極５ａと他方
の櫛歯電極５ｂとが相互に相手の歯間に入り込んだよう
に配置されている。そして、対向する電極４がエンボス
加工部６の押下により電極５ａ、５ｂに同時に接触する
ことによって、電極５ａ、５ｂが電極４を介して導通
し、電極５ａと電極５ｂとが電気的に接続されてオンさ
れる。スペーサシート３は上部シート１のエンボス加工
部６に整合する位置にエンボス径より大きな直径で穿孔
された孔を有するＰＥＴシートであり、従来のメンブレ
ンスイッチはこのような上部シートと、下部シートと、
スペーサシート３との３層積層体で構成されている。

【０００５】図８はこの従来のメンブレンスイッチの上
部シートのエンボス加工方法を示す図である。金型はエ
ンボス加工用の凹部13を有する上型１１とエンボス加工
用凸部１４を有する下型１２とからなり、凸部１４は凹
部１３を整合する形状を有する。そして、ＰＥＴからな
る上部シート１の所定位置に円形のＡｇ接点回路からな
る電極４を形成した後、上部シート１を凸部１４に電極
４が接触するように配置する。その後、上型１１及び下
型１２を内部ヒータにより加熱しつつ、上型１１と下型
１２とを重ね合わせ、上部シート１を上型１１と下型１
２との間で挟持する。そうすると、上部シート１は上型
及び下型の熱により凸部１４及び凹部１３の形状に変形
し、この状態に所定時間保持した後、加熱されていない
別の上型及び下型との間で上部シートを挟み、上部シー
トを冷却する。このように、上部シート１を熱間プレス
及び冷間プレスすることにより、図６に示すエンボス加
工部６が形成される。なお、金型によるエンボス成型時
には、上部シートの電極が形成されていない面に、クッ
ションシートが設けられることもある。

【０００６】次いで、両面に粘着剤が塗布されたＰＥＴ
フィルムを、そのエンボス加工部６に対応する部分に穿
孔することにより形成されたスペーサシート３の両面に
上部シート１とか部シート２を積層して図８に示すメン
ブレンスイッチが製造される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エンボス加工部を有するメンブレンスイッチは、オンタ
イミングの遅れが生じるという欠点がある。図９は横軸
に上部シートエンボス加工部６の押下距離をとり、縦軸
にそのエンボス加工部の押下に必要な荷重値（反力）を
とって両者の関係を示すグラフ図である。荷重値測定用
プローブ（図示せず）をエンボス加工部６（凸部）の中
央に移動スピード３ｍｍ／分で押下し、そのときの荷重
値をロードセルにより測定すると、荷重値は先ず押下距
離に比例して増大する。その後、荷重値が最大荷重値に
到達すると、エンボス加工部６の凸形状が図１０に示す
ように凹み、荷重値が急激に低下する。これがクリック
感を付与する。そして、プローブが最小荷重値の押下点
よりも更に下降しようとすると、図７に示すように、エ
ンボス加工部６の凸部は中央部が凹んだ状態で更に深く
中央部が凹むように変形するために、荷重値は上昇して
いく。

【０００８】而して、従来のメンブレンスイッチにおい
ては、図１０に示すように、押下位置が最小荷重値にな
ったときには、電極４は電極５の櫛歯電極５ａ、５ｂの
双方に接触しておらず、従って未だオンになっていな
い。そして、更にエンボス加工部６が押下されることに
より、始めて櫛歯電極５ａ、５ｂが電極４と接触し、オ
ンになる。従って、このオン荷重は最小荷重値よりも高
い。本来、クリック感が付与されるのは、エンボス加工
部６の中央部が凹み、中央部が断面形状で下に凸になっ
たときである。このとき、荷重値は一気に最小荷重値ま
で低下し、この最小荷重値でオンすれば、押下したとき
のオン感触と、実際のオンタイミングとが一致する。し
かし、従来のメンブレンスイッチは前述のとおり、オン
タイミングが最小荷重値のタイミングからずれてしま
い、１テンポ遅れてしまうという問題点がある。

【０００９】この実際のオンタイミングは上部シート１
を押下するラバーアクチュエータ７の平行度、平坦性及
び進入角度によっても異なり、従って、オンタイミング
の遅れ度合いにばらつきが生じる。

【００１０】また、従来のメンブレンスイッチは、櫛歯
電極を使用しているので、印刷時のかすれにより、対向
電極との接触不良が発生しやすいという問題点もある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、押下した感触によるオンタイミングと実際
のオンタイミングとが一致するメンブレンスイッチを提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るメンブレン
スイッチは、エンボス加工された上部シートと、この上
部シートの凹部側の面に重ねられる下部シートと、上部
シートのエンボス加工部の凹面に印刷により形成された
円形の第１電極と、下部シートの前記第１電極に整合す
る位置に印刷により形成された円形の第２電極と、前記
第１電極から下部シートの第２電極形成面まで導出され
る導電性リードと、前記上部シートと下部シートとの間
に介挿されたスペーサとを有することを特徴とする。

【００１３】このメンブレンスイッチは、前記上部シー
ト及び下部シートが１枚のシートを折り返したものであ
り、前記スペーサは折り返されたシート間に挟まれるス
ペーサシートであることが好ましい。

【００１４】本発明においては、上部シート側に円形の
第１電極を形成し、導電性リードによりこの第１電極を
下部シートまで導出すると共に、下部シート側に円形の
第２電極を形成し、両者の接触によりオンタイミングを
検出する。このため、本発明においては、上部シートの
エンボス加工部に形成された第１電極が下部シートの第
２電極にその一部でも接触した場合にオンタイミングが
検出されるので、エンボス加工部の押下によりその中央
部が凹み変形して荷重値が最小荷重値に到達した時点で
第１及び第２電極が接触してオンタイミングが得られ
る。このため、押下感触によるオンタイミングと、実際
のオンタイミングとが一致する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の
実施例に係るメンブレンスイッチを示す断面図、図２
（ａ）は上部シート２１ａに形成された円形電極２２ａ
を示す模式図、図２（ｂ）は下部シート２１ｂに形成さ
れた円形電極２３ａを示す模式図である。ＰＥＴフィル
ム２１を折り曲げることにより、上部シート２１ａと下
部シート２１ｂとが構成される。上部シート２１ａとな
る部分には複数のエンボス加工部２６が形成されてお
り、このエンボス加工部２６の内面（凹面）には円形電
極２２ａが形成されている。この円形電極２２ａはＰＥ
Ｔフィルムの折り返し内側の面に形成された導電性リー
ド２２ｂを介して、下部シート２１ｂ側まで導出され、
下部シート２１ｂ上に形成された回路に接続されてい
る。下部シート２１ｂの電極２２ａに整合する位置には
円形電極２３ａが形成されている。この円形電極２３ａ
は導電性リード２３ｂにより下部シート２１ｂ上に形成
された回路２４に接続されている。なお、下部シート２
１ｂには、電子部品（図示せず）が実装される場合もあ
る。

【００１６】このように構成された本実施例のメンブレ
ンスイッチは、上部シート２１ａに形成された円形電極
２２ａと、下部シート２１ｂに形成された円形電極２３
ａとがそれらの一部でも接触したときに、両電極は電気
的に接続され、オンとなる。従って、エンボス加工部２
６の押下によりその中央が凹み、荷重値が急降下し、上
方の電極２２ａが下方の電極２３ａに接触して荷重値が
最小値になったときに、電極２２ａと電極２３ａとが導
通してオンとなる。このため、図３に示すように、荷重
値と押下距離との関係は、最小荷重値のときにオンタイ
ミングが得られる。このため、押下の感触によるオンタ
イミングと実際のオンタイミングとが一致する。

【００１７】次に、上述のメンブレンスイッチの製造方
法について説明する。図４は本実施例のＰＥＴフィルム
２１の加工装置を示し、図５はこの加工装置におけるエ
ンボス加工方法を示す図である。図４に示すように、ボ
ード３５の近傍には複数個の電源ユニット３０が設置さ
れており、ボード３５を跨ぐように門型の架台３４が設
置されている。架台３４にはメインヘッド３２がボール
ネジにより水平のＸ方向に移動可能に配置されている。
また、ボード３５にはＸ方向に垂直のＹ方向に延びるレ
ール３５ａがその２側辺に形成されており、ボード３５
は架台３４に対してＹ方向に移動することができる。

【００１８】メインヘッド３２には、複数個（図示例は
４個）の加工ヘッド３１がそのブロック状ヒータチップ
４０部分を下方にして配置されている。各加工ヘッド３
１は図５に示すように下端が半球状をなすヒータチップ
４０を有し、このヒータチップ４０はヘッド３１に対
し、昇降移動することができるようになっている。ま
た、各ヘッド３１は夫々電源ユニット３０に接続されて
おり、ヒータチップ４０はヘッド３１を介して電源ユニ
ット３０から給電されて抵抗発熱する。このヒータチッ
プ４０の近傍には冷却エアーを噴出するノズル４１（図
５参照、図４に図示せず）が配置されている。なお、ボ
ード３５には、エンボス加工すべき位置に貫通孔３６が
形成されている。

【００１９】このように構成されたエンボス加工装置に
おいては、ボード３５上に、所定位置に電極２２ａ、２
３ａ及びリード２２ｂ、２３ｂがＡｇ回路により形成さ
れ、電子部品が実装されたＰＥＴフィルム２１をＡｇ回
路側を上方にして載置する。そして、架台３４をＹ方向
に移動させると共に、メインヘッド３２をＸ方向に移動
させて、エンボス加工部を設けるべき位置に加工ヘッド
３１を移動させる。そして、４個の加工ヘッド３１のう
ち、必要なもののみ、そのヒータチップ４０を下降させ
る。そうすると、図５に示すように、ヒータチップ４０
がＰＥＴフィルム２１に接触し、更に下降してヒータチ
ップ４０が孔３６内に進入し、ＰＥＴフィルム２１を局
部的に押し下げる。この状態を所定時間保持することに
より、ＰＥＴフィルム２１には図１に示すようなエンボ
ス加工部２６（凹部）が形成される。その後、ヒータチ
ップ４０を上昇させて待避させ、ノズル４１からエアー
を噴射してヒータチップ４０によるＰＥＴフィルム２１
の押圧部を冷却する。次いで、メインヘッド３２及び架
台３４を移動させ、別の箇所にエンボス加工を施す。こ
のようにして、高効率でＰＥＴフィルムにエンボス加工
を施すことができる。

【００２０】上述のごとく、このエンボス加工装置にお
いては、図８に示すように、金型によりエンボス加工す
る場合と異なり、ＰＥＴフィルム２１はそのエンボス加
工を施すべき位置のみヒータチップ４０が接触して加熱
する。従って、ＰＥＴフィルム２１のエンボス加工部２
６以外の部分にＡｇ回路によるリード２２ｂ、２３ｂが
形成されていても、このＡｇ回路の部分にはヒータチッ
プ４０が接触することはなく、Ａｇ回路の形成後にエン
ボス加工を施すことができる。従来のように、金型によ
りエンボス加工を施そうとすると、Ａｇ回路又はその絶
縁用のレジストインクが金型に転写してしまい、実質上
回路形成後のエンボス加工はできない。また、上述のご
とく、局部的な加熱及び冷却によりエンボス加工を施す
から、下部シート２１ｂとなる部分に電子部品が実装さ
れていても、何ら支障となることはない。また、上部シ
ート及び下部シートの外形状を整形した後にエンボス加
工することも可能である。更に、上部シートのエンボス
加工部２６以外の部分にも電子部品を実装することがで
きる。このため、回路の引き回しが容易になり、設計の
自由度が向上する。

【００２１】このようにして、ＰＥＴフィルム２１に電
極及びリード用Ａｇ回路を形成し、部品を実装し、エン
ボス加工を施した後、ＰＥＴフィルム２１を折り曲げ、
両面に接着剤を塗布したＰＥＴからなるスペーサシート
２５を間に挟んで、スペーサシート２５とＰＥＴフィル
ム２１とを接合する。これにより、図１に示すメンブレ
ンスイッチが製造される。

【００２２】なお、スペーサシート２５の替わりに、Ｐ
ＥＴフィルム２１の表面上に印刷によりレジストを厚く
形成することにより、スペーサを形成することもでき
る。また、この場合は、上部シートとなる部分に粘着剤
層を印刷により形成しておき、その後、エンボス加工す
ることにより、粘着剤層とレジストとを接着してメンブ
レンスイッチを組み立てることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１電極と第２電極とが共に円形電極であり、このた
め、エンボス加工部がその押下により最大荷重を超えて
変形すれば、両電極が接触することにより荷重値が最小
になるときに、両電極間は導通し、接点はオンとなる。
このため、メンブレンスイッチの押下感触によるオンタ
イミングと、実際のオンタイミングとが一致し、オンタ
イミングの遅れが解消し、操作感が優れたメンブレンス
イッチが得られる。

【００２４】また、請求項２のように、上部シートと下
部シートとを一枚のシートを折り返したものとすること
により、上部シートと下部シートとは一体物となり、組
立工程においては、スペーサの張り付けと折り曲げのみ
が必要であり、組立作業が容易になった。

【００２５】更に、本発明は円形電極であるので、櫛歯
接点で問題となっていた印刷時のかすれの影響が解消さ
れ、不良率が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るメンブレンスイッチを示
す断面図である。

【図２】（ａ）はその上部シートに形成された円形電
極、（ｂ）は下部シートに形成された円形電極を示す図
である。

【図３】同じく本実施例のメンブレンスイッチの荷重値
と押下距離との関係を示す図である。

【図４】本実施例のエンボス加工部の加工装置を示す模
式的斜視図である。

【図５】同じくそのエンボス加工方法を示す断面図であ
る。

【図６】従来のメンブレンスイッチを示す断面図であ
る。

【図７】（ａ）はその上部シートに形成された電極、
（ｂ）は下部シートに形成された電極を示す図である。

【図８】従来のエンボス加工装置を示す図である。

【図９】従来のメンブレンスイッチの荷重値と押下距離
との関係を示す図である。

【図１０】従来のメンブレンスイッチの欠点を説明する
図である。

【符号の説明】

１、２１ａ：上部シート ２，２１ｂ：下部シート ３、２５：スペーサシート ２１：ＰＥＴフィルム ２２ａ、２３ａ：円形電極 ２２ｂ、２３ｂ：リード ３１：加工ヘッド ３５：ボード ４０：ヒータチップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンボス加工された上部シートと、この
   上部シートの凹部側の面に重ねられる下部シートと、上
   部シートのエンボス加工部の凹面に印刷により形成され
   た円形の第１電極と、下部シートの前記第１電極に整合
   する位置に印刷により形成された円形の第２電極と、前
   記第１電極から下部シートの第２電極形成面まで導出さ
   れる導電性リードと、前記上部シートと下部シートとの
   間に介挿されたスペーサとを有することを特徴とするメ
   ンブレンスイッチ。
2. 【請求項２】 前記上部シート及び下部シートは１枚の
   シートを折り返したものであり、前記スペーサは折り返
   されたシート間に挟まれるスペーサシートであることを
   特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。