JP4735452B2 - プッシュスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部に用いられるプッシュスイッチに関するものである。

各種電子機器における入力操作部としては、操作ボタンを押し下げて入力するものが多い。その入力操作部には、通常、押圧操作でスイッチ状態が切り換わる各種プッシュスイッチが搭載され、特に、操作したことが感触的にも判別できるように、操作時において節度感触が得られるプッシュスイッチが多く用いられている。

そのような従来のプッシュスイッチについて、以下に図面を用いて説明する。

図５は従来のプッシュスイッチの断面図、図６は同上面図である。

同図において、１は、上面開口の凹部を備えた樹脂からなるケースで、その外形は上面視正方形に形成されている。そして、上記凹部の底面には、外側固定接点２および中央固定接点３がインサート成形で固定され、それらの接点に繋がる端子は、図示は省略するがそれぞれケース１の側壁から外方に導出されている。

そして、外側固定接点２に外周下端を載せて円形ドーム状の可動接点５が配され、その中央部の下面は、中央固定接点３に間隔をあけて対峙している。

さらに可動接点５の中央部上には、押しボタン７が上下動可能に載せられ、押しボタン７の操作部７Ａは、ケース１の開口を覆うようにしてケース１に組み付けられたカバー９の中央孔９Ａから上方に突出している。

以上のようにして従来のプッシュスイッチは構成されている。

その動作は、押しボタン７への押し下げ操作が行われると、押しボタン７を介して可動接点５の中央部に押し下げ力が加わっていき、その大きさが所定の大きさを超えると可動接点５の中央部が節度感触を伴いつつ反転動作し、その下面が中央固定接点３に接触する。これによって、可動接点５を介して外側固定接点２と中央固定接点３との間が電気的に接続され、各々に対応する端子間が短絡したスイッチＯＮ状態となる。

そして、上記操作力を除くと、可動接点５は元の上方凸型形状に自己復元して押しボタン７を押し戻すと共に、その中央部下面が中央固定接点３から離れて図５に示したスイッチＯＦＦ状態に戻るものであった。

上記従来のプッシュスイッチは各種電子機器などの入力操作部に搭載されて使用されるが、各種電子機器の小型薄型化が進展していくにつれて、その入力操作部の領域としても徐々に狭い範囲で設定されることが多くなり、上記従来のプッシュスイッチにおいても搭載面積の小さいものや細幅のものなどを要求されることが多くなってきた。

そして、上記従来のプッシュスイッチは、良好な節度感触などが得られかつ接触信頼性なども高くて好適ではあったが、その接触構造として外形が円形ドーム状の可動接点５を用いたものであったため、スイッチ外形の細幅化には限界があり、節度感触が得られると共にスイッチ外形の細幅化可能な接触構造を備えさせたプッシュスイッチの開発が急務になりつつあった。

また、その一方で、テープ等の記録媒体やトレイなどの有無を検出するための各種メカ検知機構に多く搭載されているプッシュスイッチもあり、その一例としては、図７の断面図に示すもの等が挙げられる。

その従来のプッシュスイッチは、例えば、図７に示したように樹脂製のケース１１の底面に一対の固定接点１２が固定されていると共に、ケース１１内に細幅直線状で略Ｕ字型に折り曲げ形成された可動片１４が、やや撓められた状態で収容配置されている。

その可動片１４は、一端側がケース１１で保持された固定状態にして組み込まれ、上記各固定接点１２への接触部としてなる他端側の弾性アーム１５先端が二股に形成されていると共に、その接触部がケース１１の平坦な水平面に形成された底面に弾接している。

なお、固定接点１２は、そのインサート成形固定時における樹脂バリなどの影響をなくすために、ケース１１底面に対して若干低い位置に水平に固定されており、図７ではその段差を判り易く大きく拡大した記載としている。

そして、その可動片１４の屈曲部分上から押し下げ力を加えるための操作体１７は、ケース１１上端に回動可能に係合されている。

上記構成とされた従来の他のプッシュスイッチの動作は、操作体１７を押すと、操作体１７が図７中に記載した矢印方向に回動して上記可動片１４のＵ字状の部分を押し下げ、それに伴って上記可動片１４は回動しつつ上記弾性アーム１５先端がケース１１の底面上から複数の固定接点１２上に水平移動してスイッチＯＮ状態となり、操作力を除くと、上記可動片１４などが上記とは逆に回動して図７の断面図に示すスイッチＯＦＦ状態に戻るものであった。

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、特許文献２が知られている。
特開２００４−２６３２７４号公報 特開２００５−０２６０３５号公報

上記に説明した従来のプッシュスイッチの内、前者は、良好な節度感触などが得られるもののため入力操作部用として好適ではあったが、上述したように構成的にスイッチ外形の細幅化に限界があり、後者は、細幅のスイッチ外形のものに構成できたが、節度感触が得られない構成であったため、入力操作部用としては不向きであり、両者の長所を併せ持つ新たなプッシュスイッチの開発が急務であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、従来の円形ドーム状の可動接点を用いずとも節度感触が得られ、スイッチ外形の細幅化にも対応可能なスイッチ接点部構成を備えさせたプッシュスイッチを提供することを目的とする。

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。

本発明の請求項１に記載の発明は、樹脂製のケースと、上記ケースの底面に固定された一対の固定接点と、細幅直線状で、その長手方向となる略中央位置で屈曲された形状に形成され、下方に延びる弾性アームの先端が対応する上記固定接点に接触して上記固定接点間を導通させる弾性金属板製の可動片と、その可動片を押し下げる押しボタンとを備えたプッシュスイッチであって、上記可動片の一端側の第１弾性アームが上記ケース内で移動しないように規制されると共に、上記押しボタンで、上記可動片の屈曲された形状が広がる方向に若干撓まされ、その状態で上記可動片の他端側の第２弾性アームの先端が上記ケース底面に設けた傾斜面部に位置し、その傾斜面部は、上記押しボタンへの押し下げ操作で上記第２弾性アームの先端が摺動移動していく方向にしたがって高くなり、所定高さの水平面に達するものとして構成されていることを特徴とするプッシュスイッチとしたものである。

当該構成であれば、押圧操作された際、弾性アームの先端が上記ケースの傾斜面部を登っていき、その後所定高さの水平面上に移って摺動移動する仕様のものにでき、上記ケースの傾斜面部を弾性アームの先端が摺動移動する時に必要とする力に対し、所定高さの水平面に移る際およびその後に必要とする力としては小さくて済むため、スイッチ接点部に細幅直線状の可動片を採用しているにも拘わらず、上記角度の切り換わり位置における上記力の差が節度感触（クリック感触）として感じられるものにできる。つまり、当該構成のものとすれば、円形ドーム状の可動接点を用いずとも節度感触が得られ、かつスイッチ外形の細幅化も容易に対応可能なプッシュスイッチが実現できるという作用を有する。
さらに、当該構成であれば、上記可動片の屈曲された形状が広がる方向に若干撓まされていることで、可動片や押しボタンのがたつきを防ぎ、安定して配置されたものにできるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、下方開口のくの字状に形成された可動片が用いられ、その可動片の一端側の第１弾性アームが、対応する固定接点に常接状態になされてケース内で移動しないように規制され、その可動片の屈曲部上に配された押しボタンで、上記くの字の角度が広がる方向に若干撓まされ、その状態で上記可動片の他端側の第２弾性アームの先端が上記ケース底面の傾斜面部に位置する構成とされたものであり、請求項１記載の発明による作用に加えて、上記一端側の第１弾性アームが上記対応する固定接点に付勢され、安定した接触状態が維持できるという作用を有する。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、可動片の第２弾性アーム側となるケースの底面の他端側に一対の固定接点が並べて配され、押しボタンの押し下げ操作で、上記可動片の二股に形成されている上記第２弾性アームによって、上記一対の固定接点間が電気的に接続されるものとしたものであり、請求項１記載の発明による作用に加えて、電気的接続部分を上記第２弾性アーム側に集約させることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、従来の円形ドーム状の可動接点を用いずとも節度感触が得られ、スイッチ外形の細幅化にも対応可能なスイッチ接点部構成を備えさせたプッシュスイッチを実現することができると共に、可動片や押しボタンのがたつきを防ぎ、安定して配置されたものにできるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチの断面図、図２は同分解斜視図、図３は同要部であるケースの凹部に可動片を収容した状態の上面図、図４は同動作状態を示す断面図である。

同図において、３０は、上面開放の凹部３１を有する略直方体状の外形に形成された樹脂製のケースである。その凹部３１は、上面視長方形の直線部３１Ａと、その直線部３１Ａの長手の一端側に矩形状の広幅部３１Ｂが連結一体化された形状で形成されている。そして、上記直線部３１Ａは、ケース３０の長手方向に沿ってその中央位置に形成され、上記広幅部３１Ｂは、ケース３０の一端側に対応させて形成されている。

その凹部３１内における広幅部３１Ｂ位置には第１固定接点４１が、またその広幅部３１Ｂに繋がった側とは反対側となる直線部３１Ａの他端側の位置には第２固定接点４２がインサート成形で固定され、それぞれに対応する端子はケース３０の側壁から導出されている。

上記第１固定接点４１および第２固定接点４２は、装着される配線基板面などと水平関係になるようにしてケース３０に固定され、かつその露出した上面高さ位置は合わせられている。

そして、第１固定接点４１、第２固定接点４２間の凹部３１底面の高さ位置は、上記各接点よりも一段低い平面部３２として形成されていると共に、その平面部３２と第２固定接点４２との間の底面部分は、第２固定接点４２の上面高さ位置に繋がる傾斜面部３５で形成されている。

５０は、細幅で略直線状の弾性金属板が、その長手方向側の略中央位置で下方開口のくの字状に屈曲され、その屈曲部を中心として下方斜めに延出された第１弾性アーム５１および第２弾性アーム５２を備えさせた可動片である。

その第１弾性アーム５１の先端には、凹部３１の広幅部３１Ｂよりも若干小さい相似の広幅矩形状に形成された平板部５１Ａが設けられており、その平板部５１Ａは、その根元の近傍位置で全体的に水平状態になるように曲げ形成されて構成されている。なお、上記平板部５１Ａは、凹部３１の直線部３１Ａの幅よりも広幅の寸法設定とされていると共に、平板部５１Ａ以外の第１弾性アーム５１および第２弾性アーム５２の幅は、上記直線部３１Ａの幅より細幅のものとして設定している。また、第２弾性アーム５２の先端は、接触部としてなるように略円弧状に形成されている。

そして、上記可動片５０は、ケース３０に設けた凹部３１内に収容状態で配置されている。その配置状態は、第１弾性アーム５１の先端の平板部５１Ａ下面が、露出している第１固定接点４１の上面に接するように凹部３１の広幅部３１Ｂ内に平板部５１Ａが挿入配置され、またそれ以外の第１弾性アーム５１部分および第２弾性アーム５２が凹部３１の直線部３１Ａ内に位置するように挿入配置されている。当該構成であれば、簡素な組み合わせ形状であっても、第１弾性アーム５１先端側の水平方向に向けての移動規制がケース３０で確実になされるものとして実現できる。

なお、平板部５１Ａと凹部３１の広幅部３１Ｂとの組み合わせ状態としては挿入配置する以外に、広幅部３１Ｂを構成する内壁に対して平板部５１Ａを圧入保持させる形態などとしてもよい。

そして、可動片５０の屈曲部上には、フランジ部６０Ａおよびその上面中央に突出形成された操作部６０Ｂを有する押しボタン６０が上下動可能に載せられ、その操作部６０Ｂは、ケース３０上を覆うようにしてケース３０に結合されたカバー７０の中央孔７０Ａから上方に突出している。

ここで、凹部３１内に収容配置されるフランジ部６０Ａの外形としては、上面視では略長方形で、かつ、その長手方向側にあたる端部位置のそれぞれに、その幅全体で下方に突出形成された側辺部６０Ｃを有したものとしている。そして、そのフランジ部６０Ａは、凹部３１の直線部３１Ａよりも若干細幅で、その長手方向の寸法としては凹部３１の長手寸法よりも若干小さい寸法のものとしている。そして、上記フランジ部６０Ａに設けられた側辺部６０Ｃの外側面のそれぞれを、凹部３１の長手方向側のケース３０内壁それぞれに所定隙間があいた対向状態で位置させることにより、押しボタン６０の長手方向側の傾倒防止が図られるものとして構成している。なお、直線部３１Ａ側に配された側辺部６０Ｃは、その側面が直線部３１Ａの短手側のケース３０内壁に沿うことともなるので、その方向側への傾倒防止に対しても寄与することとなる。

そして、可動片５０は、上記押しボタン６０の配置状態で、くの字の角度が広がる方向に若干撓まされており、その付勢力で、押しボタン６０は上方に付勢され、フランジ部６０Ａ上面が、カバー７０の下面に当接して押しボタン６０のがたつき防止などがなされていると共に、第１弾性アーム５１の先端の平板部５１Ａと第１固定接点４１上面との安定した接触状態が維持されるものとなっている。さらに、上記状態で、可動片５０の第２弾性アーム５２先端の接触部は、ケース３０の傾斜面部３５の略中間位置に弾接状態で位置しており、上記可動片５０による付勢力で可動片５０自身もがたつきなど少なく凹部３１内に配置されたものとなっている。

以上のように、当該実施の形態によるプッシュスイッチは構成されており、続いて、その動作について説明する。

まず、押しボタン６０の操作部６０Ｂを下方に押し下げると、押しボタン６０は側辺部６０Ｃなどで規制されつつ垂直に下方に移動し、それに伴って可動片５０の屈曲部が押し下げられていく。ここで、可動片５０は、第１弾性アーム５１先端の平板部５１Ａが水平方向には動かないように凹部３１の広幅部３１Ｂで規制されているため、結果として第２弾性アーム５２が移動していき、可動片５０は押しボタン６０の下方移動に伴ってくの字の角度が広がりつつ、第２弾性アーム５２の接触部が傾斜面部３５を登っていく。

そして、第２弾性アーム５２の接触部が、その傾斜面部３５から水平関係で配置された第２固定接点４２上に摺動移動し、その時点で第１固定接点４１と第２固定接点４２との間が可動片５０を介して短絡され、対応する端子間が導通したスイッチＯＮ状態となる。なお、その後も操作に応じて引き続き第２弾性アーム５２の接触部は、第２固定接点４２上を摺動移動していく。

以上のように本実施の形態によるものでは、操作に応じて、可動片５０における第２弾性アーム５２の接触部が、傾斜面部３５から水平関係で配置された第２固定接点４２上に移動していくものとしており、ここで、上記傾斜面部３５を第２弾性アーム５２の接触部が移動する時に必要とする力に対し、所定高さの水平面に移る際およびその後に必要とする力としては小さくて済むので、その角度の切り換わり位置での上記力の差が節度感触（クリック感触）として感じられることとなる。

そして、押しボタン６０の最大の操作ストロークとしては、例えば図４に示したように、押しボタン６０の操作部６０Ｂの上端がカバー７０上面に面一になる状態まで押し込み可能なものなどとすればよい。

なお、当該構成のプッシュスイッチにおいては、その最大の操作ストローク位置においても可動片５０のくの字が上方開口のくの字に反転しないようにストローク設定などをしておくことが重要であり、その反転を確実に防止するために、上記各接点の高さ位置よりも一段低い位置で形成された平面部３２に移動規制用突起を設けて可動片５０下面に当接させて機構的に停止させ、その反転防止を図るもの等としてもよい。

そして、上記押しボタン６０の操作部６０Ｂへの操作を解除すると、可動片５０が元のくの字の角度形状に自己復元していき、押しボタン６０を押し上げると共に、第２弾性アーム５２の接触部が第２固定接点４２上から傾斜面部３５上に移動して図１に示したスイッチＯＦＦ状態に戻る。

以上のように、当該プッシュスイッチは、細幅で略直線状に形成された可動片５０を用いてスイッチ接点部を構成しているにも拘わらず、操作時に節度感触が得られる仕様のものとして実現することができる。つまり、従来の円形ドーム状の可動接点を用いずとも節度感触が得られる当該構成のものであれば、そのスイッチ外形の細幅化への対応なども容易に可能となる。なお、当該構成によるものは、必要最小限の部品点数で構成できる上、その主要部分としてはケース３０における可動片５０の摺接する箇所の高さ設定をすることにより実現できるため、部品点数の増加などもなく、しかも複雑な製造工程なども必要としないということも利点である。

なお、スイッチ状態の切り換わり位置は、上述したものに限られず、傾斜面部３５を登って繋がる水平面の所定距離分を樹脂面で形成してスイッチの切り換わりタイミングを遅らせたり、またはその逆で傾斜面部３５の上方部分を第２固定接点４２で形成して上記切り換わりタイミングを早く設定したもの等としてもよい。

また、可動片５０としての形状も略くの字状に屈曲されたものに限られず、押しボタンへの操作で押されて接触部が傾斜面部３５を登る構成にできるものであればよい。さらには、その接触部が傾斜面部３５を登りきった後に移動していく面としても水平面以外にその移動方向に沿って低くなる傾斜面などに形成されていてもよい。

また、固定接点としても、ケース３０の両端それぞれに配したものを事例として説明したが、ケースの他端側に独立した二つの固定接点を並べて配し、可動片の二股に形成された接触部の接触で上記固定接点間を電気的に接続させるものなどとしてもよい。

本発明によるプッシュスイッチは、円形ドーム状の可動接点を用いずとも節度感触が得られ、スイッチ外形の細幅化にも対応可能なスイッチ接点部構成を備えさせたものとして実現できると共に、可動片や押しボタンのがたつきを防ぎ、安定して配置されたものにできるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際等に有用である。

本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチの断面図 同分解斜視図 同要部であるケースの凹部に可動片を収容した状態の上面図 同動作状態を示す断面図 従来のプッシュスイッチの断面図 同上面図 従来の他のプッシュスイッチの断面図

符号の説明

３０ ケース
３１ 凹部
３１Ａ 直線部
３１Ｂ 広幅部
３２ 平面部
３５ 傾斜面部
４１ 第１固定接点
４２ 第２固定接点
５０ 可動片
５１ 第１弾性アーム
５１Ａ 平板部
５２ 第２弾性アーム
６０ 押しボタン
６０Ａ フランジ部
６０Ｂ 操作部
６０Ｃ 側辺部
７０ カバー
７０Ａ 中央孔

Claims (3)

1. 樹脂製のケースと、上記ケースの底面に固定された一対の固定接点と、細幅直線状で、その長手方向となる略中央位置で屈曲された形状に形成され、下方に延びる弾性アームの先端が対応する上記固定接点に接触して上記固定接点間を導通させる弾性金属板製の可動片と、その可動片を押し下げる押しボタンとを備えたプッシュスイッチであって、上記可動片の一端側の第１弾性アームが上記ケース内で移動しないように規制されると共に、上記押しボタンで、上記可動片の屈曲された形状が広がる方向に若干撓まされ、その状態で上記可動片の他端側の第２弾性アームの先端が上記ケース底面に設けた傾斜面部に位置し、その傾斜面部は、上記押しボタンへの押し下げ操作で上記第２弾性アームの先端が摺動移動していく方向にしたがって高くなり、所定高さの水平面に達するものとして構成されていることを特徴とするプッシュスイッチ。
2. 下方開口のくの字状に形成された可動片が用いられ、その可動片の一端側の第１弾性アームが、対応する固定接点に常接状態になされてケース内で移動しないように規制され、その可動片の屈曲部上に配された押しボタンで、上記くの字の角度が広がる方向に若干撓まされ、その状態で上記可動片の他端側の第２弾性アームの先端が上記ケース底面の傾斜面部に位置する構成とされた請求項１記載のプッシュスイッチ。
3. 可動片の第２弾性アーム側となるケースの底面の他端側に一対の固定接点が並べて配され、押しボタンの押し下げ操作で、上記可動片の二股に形成されている上記第２弾性アームによって、上記一対の固定接点間が電気的に接続される請求項１記載のプッシュスイッチ。

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