JPH0731961B2 - メンブレンスイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２枚の基板上にそれぞれ形成したパターン間
をオン・オフするメンブレンスイッチに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来フレキシブル基板を用いたメンブレンスイッチは、
電子機器の操作用スイッチ等の部分に用いられている。

第６図はこのようなメンブレンスイッチ80の構造を示す
側断面図である。

同図に示すようにこのメンブレンスイッチ80は、樹脂製
の第１ケース800と樹脂製の第２ケース810の間に挿入さ
れている。

ここでメンブレンスイッチ80は、フレキシブル基板から
なる第１基板81と第２基板82の間に、フレキシブル基板
からなるスペーサ83を挿入して構成されている。ここで
第１基板81と第２基板82のそれぞれには、接点パターン
811と821が対向して形成されている。またスペーサ83の
接点パターン811,821が対向する位置には、穴831が設け
られている。また接点パターン811の上部にはクリック
バネ84が取り付けられ、またこのクリックバネ84の上部
には、前記第２ケース810と一体の押釦部810aが配設さ
れている。

そしてこの押釦部810aを押圧すると、クリックバネ84が
反転するとともに、接点パターン811が接点パターン821
に接触し、両者が導通するのである。

しかしながらこの種のメンブレンスイッチにあっては、
第１基板81と第２基板82の間にスペーサ83を挿入して固
定する必要があるので、その取り付け作業に手間がかか
るばかりか、該スペーサ83の固定位置がずれて不良品が
発生する恐れがあった。

そこで本願出願人は先の特許出願（特願平１−267433
号）において、上記スペーサ83が不要であって構造の簡
単なメンブレンスイッチを提案した。

第７図はこのメンブレンスイッチの要部を示す側断面図
である。

同図に示すようにこのメンブレンスイッチ90は、可撓性
シートからなる第１基板91と、可撓性シートからなる第
２基板93とを具備し、該両基板91,93のそれぞれに接点
パターン94,95を有する回路パターン（図示せず）を形
成し、さらに両基板の前記接点パターン94,95の周囲の
露出部96a,97aを除く全面にそれぞれ熱可塑性の樹脂を
塗布してスペーサ層96,97を形成し、さらに該スペーサ
層96,97の接触面を熱溶着して構成した。

そして押釦98を矢印方向に押圧すると、接点パターン94
が接点パターン95に接触し、両基板91,93上の回路パタ
ーン間が導通するのである。

このように構成すれば、第６図に示すようなスペーサ83
は不要となり、しかもスペーサ層96,97によって両基板9
1,93間は強固に固定されるので、接点パターン94,95が
ずれることもない。

またこの実施例のように、露出部96a,97a以外の全部分
にスペーサ層96,97を形成すれば、該露出部96a,97aによ
って形成される空間が密封され、防水構造となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのメンブレンスイッチ90にあっては、露
出部96a,97aによって形成される空間が密封されている
ので、この部分に熱が加わったときは、該密封空間内の
空気が膨張し、該部分の気圧が上昇し、押釦98を矢印方
向に押圧しても接点パターン94を押し下げることができ
なくなるという問題点があった。また逆にこの部分が冷
却したときは、該密封空間内の空気が収縮し、該空気の
気圧が下降し、押釦98を押圧しなくても接点パターン9
4,95間がオンしてしまう恐れがあるという問題点もあっ
た。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、周囲の
温度が変化しても、メンブレンスイッチの接点パターン
のオン・オフ動作を阻害しない構造の簡単なメンブレン
スイッチを提供するものである。

〔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、可撓性シートから
なる第１基板と、可撓性シートまたは硬質板からなる第
２基板とを具備するとともに、該両基板にはそれぞれそ
の所定位置から帯状に延びる引き出し部を設け、該両基
板のそれぞれに接点パターンを有する回路パターンを形
成するとともに、少なくとも一方の引き出し部には第１
基板または第２基板の回路パターンに接続する回路パタ
ーンを設けてその先端を端子部とし、両基板及び両引き
出し部の少なくとも接点パターン周囲の露出部と引き出
し部の端子部を除く所定部分に熱可塑性の樹脂を塗布し
てスペーサ層を形成し、両基板の接点パターンが対向す
るように両基板及び両引き出し部を重ね合わせて両基板
及び両引き出し部のスペーサ層を接触させ、さらに該接
触面を熱溶着してスイッチ機能を持たせたメンブレンス
イッチであって、前記第１基板及びその引き出し部上の
スペーサ層或いは第２基板及びその引き出し部上のスペ
ーサ層の少なくとも何れか一方のスペーサ層の中には、
前記スペーサ層の露出部から前記引き出し部の端子部ま
で引き延ばされて該スペーサ層の露出部を該端子部にお
いて外気と接続せしめる溝を設けて構成した。

また本発明は、可撓性シートからなる第１基板と、金属
板からなる第２基板とを具備し、該両基板にはそれぞれ
その所定位置から帯状に延びる引き出し部を設け、該第
２基板及びその引き出し部にはその上面に熱可塑性の樹
脂を塗布して絶縁層を形成し、前記両基板のそれぞれに
接点パターンを有する回路パターンを形成するとともに
少なくとも一方の引き出し部には第１基板または第２基
板の回路パターンに接続する回路パターンを設けてその
先端を端子部とし、第１基板及びその引き出し部の少な
くとも接点パターン周囲の露出部を除く所定部分に熱可
塑性の樹脂を塗布してスペーサ層を形成し、両基板の接
点パターンが対向するように両基板及び両引き出し部を
重ね合わせて、第１基板及びその引き出し部のスペーサ
層と第２基板及びその引き出し部の絶縁層の接触面を熱
溶着したメンブレンスイッチであって、前記スペーサ層
或いは絶縁層の少なくとも何れか一方の層の中には、前
記スペーサ層の露出部から前記引き出し部の端子部まで
引き延ばされて該スペーサ層の露出部を該端子部におい
て外気と接続せしめる溝を設けて構成した。

〔作用〕

上記の如くメンブレンスイッチのスペーサ層或いは絶縁
層に外気と接続する溝を設けたので、メンブレンスイッ
チ内部のスペーサ層の露出部によって形成される空気が
溝によって外気に開放され、この空間は常に大気圧に保
たれることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明にかかるメンブレンスイッチの一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、このメンブレンスイ
ッチを作成する手順を示す平面図である。

まず同図（ａ）に示すように可撓性を有するポリエステ
ルフイルム（この実施例においては厚み100μｍのもの
を用いた）を略長方形状に形成してフレキシブル基板１
を構成する。なおこのときこのフレキシブル基板１の中
央部には、このフレキシブル基板１を第１基板11と第２
基板12に分割するスリット13を設ける。また第１基板11
と第２基板12にはそれぞれ帯状の引き出し部14,15を設
けている。

一方このフレキシブル基板１上には回路パターン16が銀
カーボンによってスクリーン印刷されている。なおこの
回路パターン16中の所定箇所には複数個の小円形状の接
点パターン17が形成されている。また回路パターン16は
引き出し部14上にも印刷されている。

次に同図（ｂ）に示すように、第１基板11と第２基板12
と引き出し部14,15上に、塩化ビニール系の塗料（この
実施例においては、藤倉化成製「スペーサレジストXB−
803」を用いた）をスクリーン印刷してスペーサ層３を
形成する。但し、接点パターン17部分には塗料を塗布せ
ず、円形の露出部31とした。また引き出し部14の先端部
分にも塗料を塗布せず、端子部141を構成した。さらに
各露出部31間を接続するとともに、その端部を引き出し
部14の端子部141まで引き延ばした塗料を塗布しない溝3
3を形成した。なおこの露出部31と溝33は第１基板11と
第２基板12に対称に形成されている。

なおこの実施例におけるスペーサ層３は塗料を２回塗布
することにより、その厚みを約50μｍとした。

次にスリット13を中心にして第１基板11側を折り曲げ
て、同図（ｃ）に示すように、該第１基板11上のスペー
サ層３を第２基板12上のスペーサ層３上に重ね合わせ
る。

次にこの第１基板11と第２基板12の両スペーサ層3,3間
を貼り合わせるのであるが、その貼り合わせるときの状
態を第２図に示す。

第２図は第１基板11と第２基板12を貼り合わせるときの
接点パターン17,17部分の状態を示す要部側断面図（第
１図（ｃ）のＡ−Ａ線上で切断している）である。

同図に示すように、まず第２基板12を支持台Ａ上に載置
し、次にこの第２基板12上に第１基板11を重ね合わせ
る。このとき、第１基板11上の接点パターン17が第２基
板12上の接点パターン17に対向する。

次にこの第１基板11の上から熱したホットプレスＢを押
し付けて、同図（ｂ）に示すように、第１基板11に形成
したスペーサ層３と、第２基板12に形成したスペーサ層
３を熱しながら圧接する。なおこの実施例においては、
このホットプレスＢを160℃に熱した状態で、10kg/cm²
の圧力で４秒間押圧した（なおこの実施例においては、
ホットプレスＢに加える熱と押圧圧力は、140〜180℃,1
0〜20kg/cm²の範囲が特に好適である）。

ここでスペーサ層３を構成する塩化ビニール系の塗料は
熱可塑性を有するので、ホットプレスＢによって熱圧着
すれば、両スペーサ層３の接触面35は熱溶着されて強固
に固定されるのである。なおこの実施例における両基板
11,12の接着強度（両者を剥がすに必要な力）は、約1.6
kg/cmであった。

以上のようにすれば、２層のスペーサ層3,3によって第
１基板11と第２基板12の間には所定の隙間（この実施例
においては約100μｍ）が生じる。そして、第２図
（ｂ）から支持台ＡとホットプレスＢを取り除けば両接
点パターン17,17間に適当な間隔を有するメンブレンス
イッチが完成することとなる。

ところでこのメンブレンスイッチのスペーサ層３には、
第１図（ｂ）に示すような溝33が設けられている。この
溝33は第２基板12上に第１基板11を重ね合わせたとき
に、第３図（第３図は第１図（ｃ）のＢ−Ｂ線上側断面
図である）に示すように、第１基板11上のスペーサ層３
に形成された溝33と第２基板12上のスペーサ層３に形成
された溝33が対向し、この両者によって通路Ｄを形成す
る。

この通路Ｄは、前記第２図（ｂ）に示す露出部31,31に
よって形成される空間Ｃと導通され、その一端は前記第
１図（ｂ）に示す端子部141部分に開放されている。

メンブレンスイッチにこのような通路Ｄを設ければ、各
メンブレンスイッチ内部の空間Ｃは該通路Ｄによって端
子部141部分で外気と導通される。従ってメンブレンス
イッチの周辺温度が変化しても、該メンブレンスイッチ
内部の空間Ｃは大気圧が保てるため、該メンブレンスイ
ッチの動作に支障は生じない。

ここでこの通路Ｄの一端部を端子部141部分に開口した
のは、第１基板11と第２基板12で構成するメンブレンス
イッチ群の部分に水がかかっても、メンブレンスイッチ
内部を防水できるようにするためである。即ち、第１基
板11と第２基板12で構成するメンブレンスイッチ群の部
分に水がかかっても、各メンブレンスイッチ内部の空間
Ｃは、水のかかる恐れのない端子部141部分（端子部141
は電気的接続を行う部分であり、コネクタ等に接続され
る部分であるため、この部分は通常水のかからない位置
に設置される。従って水のかかる恐れのない部分であ
る）で外気と導通されているので、該空間Ｃ内に水が入
り込むことはなく、防水できる。

なお本発明にかかるメンブレンスイッチを水のかからな
い場所で使用する場合は、この溝33によって構成される
通路Ｄはどこに開口してもよい。

第４図は通路Ｄの他の実施例を示す側断面図である。

同図に示すようにこの実施例においては、溝33は第２基
板12上のスペーサ層３のみに形成している。このように
構成しても通路Ｄは確保できる。

第５図は本発明を適用できる他の構造のメンブレンスイ
ッチを示す要部側断面図である。

同図に示すように、このメンブレンスイッチにおいて
は、第２基板12を金属板で構成している。そしてこの第
２基板12上に前記スペーサ層３と同材料からなる絶縁層
５を形成し、さらにその上に接点パターン17を形成して
いる。そして第１基板11のスペーサ層３と第２基板12の
絶縁層５をホットプレスで熱溶着すれば、このメンブレ
ンスイッチが完成するのである。

そしてこのメンブレンスイッチにおいても、スペーサ層
３と絶縁層５の両者或いはいずれか一方に第１図（ｂ）
に示すような溝33を形成しておけば、この接点パターン
17,17部分の空間Ｃは外気と導通できる。

以上本発明に係るメンブレンスイッチの実施例を詳細に
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく下
記のような種々の変形が可能である。

上記第１図に示すメンブレンスイッチの実施例におい
ては、接点パターン17周囲の露出部31と溝33と端子部14
1部分以外のフレキシブル基板１全体にスペーサ層３を
形成した例を示したが、本発明はこれに限られず、スペ
ーサ層は基板の少なくとも接点パターン周囲の露出部を
除く所定部分に形成すればよく、また溝はスペーサ層の
露出部と該スペーサ層の外部とを接続するように設ける
ものであればどのような構造のものでもよい。

上記各実施例においては、スペーサ層３（或いは絶縁
層５）用の塗料として塩化ビニール系の塗料を用いた
が、本発明はこれに限られず、熱可塑性を有する樹脂性
の塗料であればどのような塗料でもよい。

ただし上記実施例においてスペーサ層の材料として、藤
倉化成製「スペーサレジストXB−803」を用いたのは、
この材料が他のレジスト材料や接着剤とはその性質が異
なり本発明を適用するのに好適だからである。以下その
理由を述べる。

即ち一般のレジスト層は、エポキシ系、ポリエステル系
樹脂に、印刷性をだす為に無機フィラー（Si等）及び溶
剤が配合されている。これに対してXB−803は塩ビペー
ストレジンで、無機フィラー及び溶剤を含んでおらず、
硬化塗膜はフレキシブル性を有する。また無機フィラー
を含んでいないため、熱圧着後の接着力を低下させな
い。

一方一般の接着剤（印刷のり）は、印刷硬化後の塗膜表
面に粘着力を有するため、この表面に予めセパレーター
をはっておく作業が必要となる。これに対してXB−803
は常温では硬化塗膜表面に粘着力がなく、従ってこの表
面に予めセパレーターをはる必要はなく作業性が良い。
また一般の接着剤は粘着状のため規定の厚みを設けるに
は不適当である。

上記各実施例においては、フレキシブル基板１は可撓
性を有するポリエステルフイルムで構成したが、本発明
はこれに限られず、可撓性を有するシートであれば、ど
のような材料で構成してもよい。

上記第１図に示す実施例においては、１枚のフレキシ
ブル基板を折り曲げて２枚の基板を構成したが、この２
枚の基板はそれぞれ別々の独立した基板で構成してもよ
い。

上記第１図に示す実施例においては、２枚の基板のい
ずれもフレキシブル基板とした例を示したが、本発明は
これに限られず、一方の基板の方は、硬質の絶縁基板上
に接点パターンを有する回路パターンを形成し、その上
にスペーサ層を設けた構造のものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係るメンブレンス
イッチによれば、メンブレンスイッチ内部のスペーサ層
の露出部によって形成される空間が溝によって形成され
る通路によって外気に開放されるので、この空間は常に
大気圧に保たれ、これによってメンブレンスイッチが動
作不良を起こすことはないという優れた効果を有する。

特に本発明においては、溝によって形成される通路を引
き出し部先端の端子部の部分に開口したので、たとえ第
１基板と第２基板で構成されるメンブレンスイッチ群の
部分に水がかかっても、メンブレンスイッチ内部を確実
に防水できる。

そして例えばこのメンブレンスイッチを防水構造の機器
に使用する場合は、帯状の引き出し部先端の端子部のみ
を水が入らない防水構造が施されている箇所に取り付け
るだけで良く、メンブレンスイッチ全体に防水機構を施
す必要がなく、メンブレンスイッチを組み込む機器の設
計が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるメンブレンスイッチを作成する
手順を示す平面図、第２図は第１基板11と第２基板12を
貼り合わせるときの接点パターン17,17部分の状態を示
す要部側断面図、第３図は溝33,33によって構成される
通路Ｄを示す側断面図、第４図は他の実施例にかかる通
路Ｄを示す側断面図、第５図は他のメンブレンスイッチ
を示す要部側断面図、第６図は従来のメンブレンスイッ
チ80の構造を示す側断面図、第７図は他のメンブレンス
イッチを示す要部側断面図である。 図中、11……第１基板、12……第２基板、16……回路パ
ターン、17……接点パターン、３……スペーサ層、31…
…露出部、33……溝、５……絶縁層、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性シートからなる第１基板と、可撓性
   シートまたは硬質板からなる第２基板とを具備するとと
   もに、該両基板にはそれぞれその所定位置から帯状に延
   びる引き出し部を設け、該両基板のそれぞれに接点パタ
   ーンを有する回路パターンを形成するとともに、少なく
   とも一方の引き出し部には第１基板または第２基板の回
   路パターンに接続する回路パターンを設けてその先端を
   端子部とし、両基板及び両引き出し部の少なくとも接点
   パターン周囲の露出部と引き出し部の端子部を除く所定
   部分に熱可塑性の樹脂を塗布してスペーサ層を形成し、
   両基板の接点パターンが対向するように両基板及び両引
   き出し部を重ね合わせて両基板及び両引き出し部のスペ
   ーサ層を接触させ、さらに該接触面を熱溶着してスイッ
   チ機能を持たせたメンブレンスイッチであって、 前記第１基板及びその引き出し部上のスペーサ層或いは
   第２基板及びその引き出し部上のスペーサ層の少なくと
   も何れか一方のスペーサ層の中には、前記スペーサ層の
   露出部から前記引き出し部の端子部まで引き延ばされて
   該スペーサ層の露出部を該端子部において外気と接続せ
   しめる溝を設けたことを特徴とするメンブレンスイッ
   チ。
2. 【請求項２】可撓性シートからなる第１基板と、金属板
   からなる第２基板とを具備し、該両基板にはそれぞれそ
   の所定位置から帯状に延びる引き出し部を設け、該第２
   基板及びその引き出し部にはその上面に熱可塑性の樹脂
   を塗布して絶縁層を形成し、前記両基板のそれぞれに接
   点パターンを有する回路パターンを形成するとともに少
   なくとも一方の引き出し部には第１基板または第２基板
   の回路パターンに接続する回路パターンを設けてその先
   端を端子部とし、第１基板及びその引き出し部の少なく
   とも接点パターン周囲の露出部を除く所定部分に熱可塑
   性の樹脂を塗布してスペーサ層を形成し、両基板の接点
   パターンが対向するように両基板及び両引き出し部を重
   ね合わせて、第１基板及びその引き出し部のスペーサ層
   と第２基板及びその引き出し部の絶縁層の接触面を熱溶
   着したメンブレンスイッチであって、 前記スペーサ層或いは絶縁層の少なくとも何れか一方の
   層の中には、前記スペーサ層の露出部から前記引き出し
   部の端子部まで引き延ばされて該スペーサ層の露出部を
   該端子部において外気と接続せしめる溝を設けたことを
   特徴とするメンブレンスイッチ。