JP2016081587A - Movable contact body and switch using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる可動接点体、及びこれを用いたスイッチに関するものである。 The present invention relates to a movable contact body mainly used for operation of various electronic devices, and a switch using the same.
近年、各種電子機器、特に携帯電話や電子カメラ等の携帯端末機器においては、周囲が暗い場合でも、押釦の操作や表示シート等の識別が容易に行えるように、LEDやEL素子等を発光させて操作部などを照光させるものが増えており、これらの機器に用いられる可動接点体およびこれを用いたスイッチにも、容易で確実な操作を行えるものが求められている。 In recent years, in various electronic devices, particularly mobile terminal devices such as mobile phones and electronic cameras, even when the surroundings are dark, LEDs, EL elements, etc. are made to emit light so that pushbutton operations and display sheets can be easily identified. The number of devices that illuminate the operation unit and the like is increasing, and a movable contact body used in these devices and a switch using the same are required to be capable of easy and reliable operation.
このような従来の可動接点体及びこれを用いたスイッチについて、図6および図7を用いて説明する。 Such a conventional movable contact body and a switch using the same will be described with reference to FIGS.
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。 These drawings are partially enlarged in size for easy understanding of the configuration.
図6は従来のスイッチの断面図である。ベースシート4は、可撓性を有したシート状であり、下面に導電金属薄板製で略ドーム状に形成された可動接点5が貼着している。そして、ベースシート4は配線基板8上面に貼り合わせられている。可動接点5の中央部に位置するベースシート4上面位置には、光拡散層4Bが形成されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional switch. The
ベースシート4上面の一部にはドットスペーサ4Aが貼着保持されていて、このドットスペーサ4Aによってベースシート4と、ベースシート4の上方に配置された光反射性の上シート3の間に所定の空隙が形成されている。
A
上シート3は、透光性を有した基材3Aの上面に光反射層3Bが形成されている。なお、図示しないが、上シート3は、可動接点5の中央部に位置する上面位置には、光反射層3Bが形成されていない透光部を有している。
In the
配線基板8は、中央固定接点8Aと外側固定接点8Bを備えている。配線基板8上には発光素子9が実装されている。
The
発光素子9の光が光反射性の上シート3とベースシート4の間の空隙を上下方向に反射し、ベースシート4に形成された光拡散層4Bによって光を拡散反射することで上方を照光するようになっている。
The light of the
シート状で絶縁樹脂製の操作体20は、透光部20Aとこの上面を覆う遮光部20Bから形成されると共に、上面には遮光部20Bが形成されずに透光部20Aが文字や記号等の形状で透光部20Aが露出した表示部20Cが設けられている。さらに、操作体20は、下方へ突出した押圧部20Dを備えており、可動接点5中央部を押圧できるように構成されている。
The sheet-
以上に構成されたスイッチにおいて、操作体20の所定の操作部を下方へ押圧操作すると、この箇所の下面の押圧部20Dによって可動接点5の略ドーム状の中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、可動接点5がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点5の下面中央が中央固定接点8Aに接触することによって、中央固定接点8Aと外側固定接点8Bが、可動接点5を介して電気的に接続された、所謂スイッチON状態となる。
In the switch configured as described above, when a predetermined operating portion of the
また、操作部への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点5が上方へ弾性反転し、下面中央が中央固定接点8Aから離れて、中央固定接点8Aと外側固定接点8Bが電気的に切断された、所謂スイッチOFF状態に戻る。
When the pressing force to the operating portion is released, the
次に、図7に示す従来のスイッチについて説明する。図7は従来のスイッチの断面図であり、図6に示すものと同一構成の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、スイッチ動作についても上述したものと同様であるため説明を省略する。 Next, the conventional switch shown in FIG. 7 will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional switch. Parts having the same configuration as that shown in FIG. Further, the switch operation is the same as that described above, and the description thereof is omitted.
シート状の基材1Aの下面にはドット状の発光部1Bが配されており、導光シート1を形成している。導光シート1は、粘着剤6によってベースシート4に貼り合わせられている。
A dot-like light emitting portion 1B is arranged on the lower surface of the sheet-like base material 1A to form the
可動接点5の中央位置に対応したベースシート4上面には、柱状部7が接着保持されていて、押圧操作による可動接点5の操作時の感触が良好に得られるものに構成されている。
A
図7に示す従来のスイッチは、発光素子9の光が導光シート1の側面から入射し、導光シート1の基材1A内を伝搬する。そして、伝搬した光は発光部1Bで拡散反射されて、上方を照光するようになっている。
In the conventional switch shown in FIG. 7, the light of the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、2が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、図6に示した従来のスイッチにおいては、上シート3に光反射層3Bが設けられていると共に、ベースシート4に光拡散層4Bが設けられている。つまり、構成が複雑になるとともに高コストになっていた。さらに、上シート3とベースシート4との空隙に発光素子9の光を導入するための位置合わせの作業性が悪いものになっていた。
However, in the conventional switch shown in FIG. 6, the
また、図7に示した従来のスイッチにおいては、導光シート1を構成する基材1Aは、スイッチ操作の感触を良好に保つために柔軟性が高いものであり、さらに、光透過性が高いものが必要であった。したがって、これらの特性に優れるウレタンやアクリルなど、非常に高価なフィルム材料を用いる必要があった。さらに十分に照光するためにはフィルムを0.1mm以上、好ましくは0.2mm程度の厚みにする必要があり、材料費が高くなっていた。また、導光シート1に発光素子9の光を導入するために位置合わせの作業性が悪いものになっていた。
Further, in the conventional switch shown in FIG. 7, the base material 1A constituting the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、安価な可動接点体及びこれを用いたスイッチを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide an inexpensive movable contact body and a switch using the same with a simple configuration.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明は、弾性薄板金属製の可動接点を下方に保持した絶縁フィルム製のベースシートと、可動接点の中央位置に応じたベースシート上面位置に配された柱状部と、ベースシートの上方に配された透光性を有した上シートと、を有し、柱状部によってベースシートと上シートとの間に空隙が形成され、空隙内から入射した光をベースシート上面で上方に拡散反射させることで、上シート上方を照光する可動接点体としたものである。 The present invention includes a base sheet made of an insulating film that holds a movable contact made of an elastic thin metal plate below, a columnar portion disposed on the upper surface of the base sheet according to the center position of the movable contact, and an upper portion of the base sheet. A light-transmitting upper sheet, and a columnar portion forms a gap between the base sheet and the upper sheet, and diffuses and reflects light incident from the gap upward on the upper surface of the base sheet Thus, the movable contact body that illuminates the upper sheet is used.
これであれば、上シートとして安価なポリエステル系の材料を用いることが可能であり、簡易な構成で照光に適した可動接点体を実現することができる。 In this case, it is possible to use an inexpensive polyester-based material as the upper sheet, and a movable contact body suitable for illumination can be realized with a simple configuration.
さらに、ベースシート上面を白色で、かつ表面粗さの算術平均粗さが0.10μm以上3.0μm以下にすれば、ベースシートで光が拡散反射され、上方を照光するときに輝度を均一にできる。 Furthermore, if the upper surface of the base sheet is white and the arithmetic average roughness of the surface roughness is 0.10 μm or more and 3.0 μm or less, the light is diffusely reflected by the base sheet, and the brightness is uniform when illuminating the upper part. it can.
さらに、可動接点の上方に対応する上シートの上面位置に透明電極を配したものとすれば、上シートにて静電容量センサを一体化させることができると共に、透明電極に導電性樹脂を用いることによって、印刷等の簡易な方法で透明電極を形成できるため、製造が容易で安価なものに形成できる。 Further, if a transparent electrode is arranged on the upper surface of the upper sheet corresponding to the upper side of the movable contact, the electrostatic capacity sensor can be integrated with the upper sheet, and a conductive resin is used for the transparent electrode. Thus, since the transparent electrode can be formed by a simple method such as printing, it can be formed easily and inexpensively.
そして、当該可動接点体を配線基板上に搭載して構成されたスイッチであれば、簡易な構成で照光機能を有したスイッチを実現することができる。 And if it is a switch comprised by mounting the said movable contact body on a wiring board, the switch which has an illumination function by simple structure is realizable.
また、配線基板に実装さえた発光素子に対して、当該可動接点体を上シートが発光素子を覆うように配される構成とすれば、精密な位置合わせも必要なくなるため作業性がよく安価にできる。 In addition, if the movable contact body is arranged so that the upper sheet covers the light emitting element with respect to the light emitting element mounted on the wiring board, precise alignment is not necessary and the workability is good and inexpensive. it can.
以上のように本発明によれば、簡易な構成で安価な可動接点体及び、これを用いたスイッチを提供できるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, an advantageous effect that an inexpensive movable contact body with a simple configuration and a switch using the same can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜5を用いて説明する。なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that these drawings may be partially enlarged in size for easy understanding of the configuration.
また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。 Further, the same reference numerals are given to the same components as those described in the background art section, and the detailed description will be simplified.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態による可動接点体の断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a movable contact body according to an embodiment of the present invention.
ポリエチレンテレフタレート等のフィルム状で白色のベースシート14の下面に、略ドーム状で銅合金や鋼等の導電金属薄板製の可動接点5が貼着している。可動接点5の中央部位置に応じたベースシート14の上面位置には円柱状の柱状部17が設けられている。
A
さらに、ベースシート14の上には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性を有した上シート11が備えられ、上シート11外周の所定箇所が、粘着剤16によってベースシート14に貼り合わせられている。ベースシート14と上シート11の間には空隙18が形成されている。
Further, on the
上シート11は、厚み0.025mm以上0.2mm以下が好ましく、0.05mm以上0.075mm以下のものが作業性が良好でありさらに好ましい。0.025mm未満の厚みのものは単体での取り扱いが難しく、作業性が悪くなってしまう。0.2mmを超える厚みだとフィルムの内部に一部の光が入ってしまい、フィルムの内部に侵入した光は、空気よりも透過率の低いフィルムにおいて減衰してしまう割合が大きくなってしまう。
The
ベースシート14には、後述する配線基板8に搭載されたときに、配線基板8実装されたLEDなどの発光素子9が挿通される孔部14Aが設けられている。孔部14Aの上方には、発光素子9からの光を空隙18に効率よく導入できるように反射シート11Aが設けられている。
The
さらに、孔部14Aから可動接点5を挟んだ位置の上シート11の端面を覆うように反射シート11Bを備えており、上方を照光せずに到達した光を反射して空隙18に戻し、光を効率よく利用できるようになっている。
Further, a reflection sheet 11B is provided so as to cover the end surface of the
ポリエチレンテレフタレート等のフィルム状のセパレータ15がベースシート14下面全面を覆うように貼り合わせられて、保管・搬送時に可動接点5下面に塵埃等が付着しないように構成されている。
A film-like separator 15 such as polyethylene terephthalate is bonded so as to cover the entire lower surface of the
また、図2(a)および(b)は本発明の実施の形態によるスイッチの分解平面図、図3は同スイッチの断面図である。 2 (a) and 2 (b) are exploded plan views of the switch according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of the switch.
配線基板8は、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状、または紙フェノールやガラス入りエポキシ等の板状の基板の上下面に銅等によって複数の配線パターン(図示せず)が形成されると共に、上面には銅やカーボン等によって、略円形状の中央固定接点8Aと、これを囲む外側固定接点8Bが設けられている。さらに、LEDなどの発光素子9が実装されている。
The
そして、この配線基板8上面に、上述したセパレータ15から剥離された可動接点体100が、各々の可動接点5の外周が外側固定接点8B上に載置され、可動接点5の下面中央が中央固定接点8Aと所定の間隙を空けて対向するように貼り合わせられて、複数のスイッチ接点が形成されている。
The
なお、当該実施の形態のものは、上シート11によって発光素子9を覆うように構成しているため、発光素子9と上シート11などを精密に位置合わせするような必要が無く、作業性がよく安価に製造できる。
In addition, since the thing of the said embodiment is comprised so that the
また、発光素子9として側面発光タイプのLEDであり、可動接点5の右方に実装されており、図2、図3に示すように、可動接点5に発光面を向けて配置されている。発光素子9はLEDに限定されるものではないが、実装スペースやコストと発光特性などからLEDが好ましい。発光素子9はベースシート14の孔部14Aに対応する位置に設けられているが、ベースシート14の端面位置でもよい。
Further, the
さらに、操作体20が上方に設けられ、透光部20Aの上面に印刷等によって形成された遮光部20Bの所定箇所が、文字や記号等の形状にくり抜かれて複数の表示部20Cが形成され、押圧部20Dによって下方を押圧できるようになっている。
Further, the
次に、押圧操作によるスイッチ動作について簡単に説明する。 Next, the switch operation by the pressing operation will be briefly described.
操作体20の所定の表示部20C付近を下方へ押圧操作すると、上シート11が撓んで可動接点5の略ドーム状の中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、可動接点5がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点5の下面中央が中央固定接点8Aに接触することによって、中央固定接点8Aと外側固定接点8Bが、可動接点5を介して電気的に接続された、所謂スイッチON状態となる。
When the vicinity of the
このとき柱状部17によって操作体20の押圧力を可動接点5の中央部に集中して伝えることができるため、可動接点5の中央部が確実に押圧され、感触のよいクリック感を得ることが可能となっている。
At this time, the pressing force of the operating
なお、柱状部17はベースシート14の上面に接着剤(図示せず)などによって固定されているが、ベースシート14の下面に可動接点5と挟まれるように柱状部17を配置してもよい。
Although the
なお、操作体20への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点5が上方へ弾性反転し、可動接点5の下面中央が中央固定接点8Aから離れて、中央固定接点8Aと外側固定接点8Bが電気的に切断された、所謂スイッチOFF状態に戻る。
When the pressing force to the operating
なお、操作体20の構成はこれに限られるものではなく、文字や記号等の表示を有して下方からの光を上に透過できるようになっており、操作体20の上面を押圧することで可動接点5の中央部を押圧できるようになっていればよい。
Note that the configuration of the
ここで、上シート11は、静電容量センサ機能を持ったものであってもよい。
Here, the
以下に、上シート11に透明電極を配し、静電容量センサ機能を持たせた構成について説明する。
Below, the structure which provided the transparent electrode in the upper sheet |
図4は本発明の実施の形態による上シートの構成を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the upper sheet according to the embodiment of the present invention.
上シート11上面に、電極22と配線電極23が形成されている。電極22は、上面視長方形で、ポリチオフェンやポリアニリン等の透明な導電性樹脂がスクリーン印刷等の方法で形成されている。配線電極23は、電極22よりも抵抗値の低い銀などの材料からなり、スクリーン印刷等により形成されている。配線電極23は電極22の端部に接続されると共に、上シート11上面に所定のパターンで引き回されて、図示しない制御部に接続されている。
An
なお、上シート11の上面には電極22や配線電極23を保護するために透明なレジスト(図示せず)で覆われている。また、電極22、配線電極23は、図4にのみ図示している。
The upper surface of the
以上のように上シート11に電極22と配線電極23を形成することで静電容量センサ機能を有したものに構成することができる。
As described above, by forming the
なお、電極22が導電樹脂から形成されているため、例えば酸化インジウム錫等で形成した場合のように、エッチング加工や洗浄といった手間をかけることなく、スクリーン印刷等の簡易で安価な方法で形成できるようになっている。
In addition, since the
以上の構成で、電極22の上方に対応する位置において操作体20の上面を指等で軽く触れて接触操作すると、この指に電極22の電荷の一部が導電し、静電容量が変化するため、これを制御部(図示せず)が検出することで、操作体20のどの箇所が接触操作されたかを検出できるようになっている。
With the above configuration, when the upper surface of the operating
なお、電極22は可動接点5の上方に位置するようになっており、表示部20Cとその周辺を照光するために、光透過性である必要がある。そのため、面積抵抗が500Ω〜1.5kΩ/□と比較的抵抗値は高いが光透過性であるポリチオフェンやポリアニリン等の導電性樹脂により形成する。
The
配線電極23は、面積抵抗が10Ω〜300Ω/□と低い抵抗値の、銀やカーボン等を分散したポリエステルやエポキシ等から構成することで、静電容量の変化を精度よく検出できるようになっている。
The
なお、上述した構成のスイッチであれば、一つの操作面である操作体20に対して接触操作と押圧操作をすることができるようになっているため、さまざまな制御も可能となっている。
In addition, since it is possible to perform a contact operation and a pressing operation with respect to the operating
例えば、発光素子9に青と赤の二色を発光できるLEDを用いて、接触操作時には操作体20の表示部20Cを青色に照光させることで、操作予告として使用者に知らせ、使用者がさらに押圧操作をすることで確定操作として表示部20Cを赤色に照光させるようなことが可能である。操作が二段階になっているため、より確実な操作が可能となる。
For example, by using an LED capable of emitting two colors of blue and red as the
次に、本実施の形態のスイッチにおける照光に関する動作について、図3を用いて説明する。 Next, an operation related to illumination in the switch of this embodiment will be described with reference to FIG.
配線基板8に実装された発光素子9が発光すると、この光は図3の矢印で示すように、空隙18内を左側に向かって進行する。そして、上シート11下面またとベースシート14上面との間で反射しながら左方へ進む。
When the
さらに、この光はベースシート14の上面で拡散され反射して、上方に向かう光が上シート11を通って、操作体20の複数の表示部20Cを下方から照光するようになっている。これにより、周囲が暗い場合でも、表示部20Cの文字や記号等の表示が識別でき、操作を容易に行うことが可能なようになっている。
Further, this light is diffused and reflected on the upper surface of the
さらに、可動接点体100は、反射シート11Bを備えており、上方を照光せずに到達した光を反射して可動接点5側に戻すものになっている。つまり、照光に寄与しなかった光を再び空隙18内に戻すことで、光を効率よく利用できる。
Furthermore, the
図3において、発光素子9からの光が左方に進むとき、当該左方に進む光は、可動接点5の右上に位置するベースシート14上面で拡散され反射される割合が多い。一方、反射シート11Bで反射されて、再び空隙内に入射された右向きに進む光は、主に可動接点の左上に位置するベースシート14の上面で拡散され反射されることになる。
In FIG. 3, when the light from the
ベースシート14上面で拡散され反射された光は主に上方に向かう。このような光が上シート11またはセンサシート12を通って、操作体20の複数の表示部20Cを下方から照光するようになっている。
The light diffused and reflected on the upper surface of the
ここで、表示部20Cを明るく均一に照光するためには、ベースシート14上面からの散乱光の成分が大きく、かつ反射光の成分が小さくなるように、ベースシート14上面を構成すると良い。こうすることで、輝度均一性が高くなり、均一に照光できるものになる。
Here, in order to illuminate the
なお、輝度均一性とは、所定の平面範囲内の複数位置で輝度を測定し、得られた測定結果の最大値と最小値の比である。つまり、輝度の最も低い箇所の輝度と輝度の最も高い箇所の輝度の比であり、1.0が最も均一性が高く、均一性が低いとこの値が小さくなる。 The luminance uniformity is a ratio between the maximum value and the minimum value of the measurement results obtained by measuring the luminance at a plurality of positions within a predetermined plane range. That is, it is the ratio of the luminance at the lowest luminance to the luminance at the highest luminance, and 1.0 is the highest uniformity, and this value decreases when the uniformity is low.
以下に照光や、光の拡散反射について詳しく説明する。 Hereinafter, illumination and diffuse reflection of light will be described in detail.
図5は、光の拡散反射を説明する図であり、物体の表面に入射光25が当たると、同図のように反射光26と拡散光27が発生する。反射光26はいわゆる鏡面反射に相当する成分である。
FIG. 5 is a diagram for explaining diffuse reflection of light. When incident light 25 hits the surface of an object, reflected
ここで、反射光26の成分が大きく拡散光27の成分が小さすぎる場合、反射光26が当たる箇所で明るさが非常に大きくなり、明るさの均一性が悪くなる。すなわち、輝度均一性が悪くなる。
Here, when the component of the reflected
反射光26の成分が小さく拡散光27の成分が大きい場合、反射光26が当たる箇所と、その周辺での明るさの差が非常に小さくなり、明るさの均一性が高くなる。すなわち、輝度均一性が高くなる。
When the component of the reflected
本発明において、ベースシート14は白色のものを用いることで、効率よく光を拡散反射するものになっている。そして、ベースシート14上面の表面粗さを算術平均粗さが0.1μm以上3μm以下にすることで、輝度均一性が高いものを得ることができた。表面粗さの算術平均粗さが0.2μm以上1μm以下であるとより輝度均一性が高く好ましい結果が得られた。
In the present invention, the
なお、ベースシート14上面の算術平均粗さの測定は、カットオフ値0.8mm、触針先端半径2.5μmにおけるJIS B0601:2001に準拠する測定で行った。
The arithmetic average roughness of the upper surface of the
以上のように、ベースシート14の表面粗さの算術平均粗さが0.1μm以上3μm以下、より好ましくは術平均粗さが0.2μm以上1μm以下にすることによって、拡散光27の割合を大きくすることができるため、明るく均一な照光が可能なものに構成できる。
As described above, the arithmetic average roughness of the surface roughness of the
以上のように本実施の形態によれば、ベースシート14と上シート11との間に形成された空隙18内にLEDなどの発光素子9を配し、空隙18内から入射された光をベースシート14で上方に拡散反射させることによって上方周辺を照明するように構成した。これにより、簡易な構成で、安価で確実な操作の可能なスイッチを提供できる。
As described above, according to the present embodiment, the
本発明による可動接点体及びこれを用いたスイッチは、簡易な構成で安価なものが得られ、各種電子機器の操作用として有用である。 The movable contact body and the switch using the same according to the present invention can be obtained with a simple structure and at a low cost, and are useful for operating various electronic devices.
5 可動接点
8 配線基板
8A 中央固定接点
8B 外側固定接点
9 発光素子
11 上シート
11A、11B 反射シート
14 ベースシート
14A 孔部
15 セパレータ
16 粘着剤
17 柱状部
18 空隙
20 操作体
20A 透光部
20B 遮光部
20C 表示部
20D 押圧部
22 電極
23 配線電極
25 入射光
26 反射光
27 拡散光
100 可動接点体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記可動接点の中央位置に応じた前記ベースシート上面位置に配された柱状部と、
前記ベースシートの上方に配された透光性を有した上シートと、を有し、
前記柱状部によって前記ベースシートと前記上シートとの間に空隙が形成され、
前記空隙内から入射した光を前記ベースシート上面で上方に拡散反射させることで、前記上シート上方を照光する可動接点体。 A base sheet made of an insulating film holding a movable contact made of an elastic thin plate metal downward;
A columnar portion arranged at the upper surface position of the base sheet according to the center position of the movable contact;
A translucent upper sheet disposed above the base sheet,
A gap is formed between the base sheet and the upper sheet by the columnar part,
A movable contact body that illuminates the upper sheet upper side by diffusing and reflecting light incident from within the gap upward on the upper surface of the base sheet.
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