JP2008071564A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の入力操作部に使用されるプッシュスイッチに関し、操作部の強度が強く、薄型のものを提供することを目的とする。
【解決手段】操作体１２が金属板から形成され、その上面にはポリイミド系の樹脂層が設けられているものとした。その形状は、一端側にスイッチケース１１の前方外方に突出する操作部１２Ａを備え、他端側にアーム状の駆動部１２Ｂとその駆動部１２Ｂを囲む枠状の摺動ガイド部１２Ｅとが備えられて構成されており、上記アーム状の駆動部１２Ｂは圧縮加圧されて板厚が薄く形成されて、上記摺動ガイド部１２Ｅには、上方のカバー１３下面に当接する球状の上面摺接突部１２Ｆ、および下方の保護シート７に当接する前後方向に長い下面摺接突部１２Ｇが突設されているものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部に使用され、電子機器の配線基板面に平行な水平方向から操作されるプッシュスイッチに関するものである。

各種電子機器は、多機能化が進むと共に携帯電話機に代表されるように小型薄型化が望まれている。そして、その入力操作部には軽快な節度感を備えたプッシュスイッチが多く使用されており、電子機器の側面にもプッシュスイッチが配置されて操作できるものも多い。

このような電子機器の入力操作部に使用される従来のプッシュスイッチについて、図７〜図１０を用いて説明する。

図７は従来のプッシュスイッチの断面図、図８は同分解斜視図、図９は同プッシュスイッチの動作状態を示す断面図、図１０は同プッシュスイッチの実装状態を示す側面図である。

同図において、１は上面開口部１Ａを有し、その上面開口部１Ａ底面にさらに窪んだ略円形の凹部１Ｂを備えた方形の絶縁樹脂からなるスイッチケースであり、その凹部１Ｂの内底面の中央部には中央固定接点２が配され、その中央固定接点２に点対称となる外側位置に一対の外側固定接点３がインサート成形されて配設固定されている。また、中央固定接点２、外側固定接点３にそれぞれ接続されている端子４、５はスイッチケース１の側面から外方に導出されている。

そして、６は上方突型のドーム状に形成された弾性金属薄板からなる円形の可動接点で、その外周下端が上記外側固定接点３上に載置されている。そして、その可動接点６が収容された凹部１Ｂ上面は、下面に粘着剤が設けられた絶縁性樹脂フィルムからなる可撓性の保護シート７が上記スイッチケース１の上面開口部１Ａの底面に貼り付けられることによって覆われている。

そして、この保護シート７上には、操作体８が水平方向となる前後移動可能に載置されている。この操作体８は、上記スイッチケース１の前方側となる外壁から外方へ突出した操作部８Ａと、上記スイッチケース１の上面開口部１Ａの中央部まで突出し先端が押圧部８Ｃとなった弾性変形可能な棒状の駆動部８Ｂと、略コの字状の切欠き部８Ｄを介して上記駆動部８Ｂの周囲を取り囲むように構成された平板状の摺動ガイド部８Ｅとからなっており、それらは樹脂により一体形成されている。

また、９は操作体８上を覆い操作体８の上方への移動規制をなすように上記スイッチケース１に装着された金属板からなるカバーである。このカバー９は、スイッチケース１の上面開口部１Ａを塞ぐようにスイッチケース１上に載置され、スイッチケース１の上記端子４、５の延設された外側面に直交する一対の対面となる外側面でスイッチケース１に係止されて結合されている。

つまり、このカバー９には、上記操作部８Ａの位置する前方側おおびそれに対向する後方側の側端部それぞれに、下方に向けて延設された係止部９Ａが設けられており、その係止部９Ａに対応させて上記スイッチケース１の外側面それぞれに設けられた係止用突起１Ｃに上記各係止部９Ａが係止されて、スイッチケース１に取り付けられている。

そして、このカバー９の平板状の上面中央部には一対のスリット部９Ｂが形成されており、その一対のスリット部９Ｂの間が斜め下方に向けて切り曲げられて傾斜部９Ｃとして形成されている。このカバー９のスイッチケース１への装着状態で、カバー９の傾斜部９Ｃは、操作体８の切欠き部８Ｄ内に位置していると共に、操作体８の駆動部８Ｂ先端の押圧部８Ｃ上部が上記傾斜部９Ｃの前方側の傾斜面に当接している。

このように従来のプッシュスイッチは構成され、次にその動作について説明する。

まず、操作体８の操作部８Ａを後方側に押圧すると、操作体８が後方側に水平移動していくと共に、駆動部８Ｂは根元から弾性変形しつつその先端はカバー９の傾斜部９Ｃの傾斜面に沿って斜め下方に移動していく。そして駆動部８Ｂの先端の押圧部８Ｃは保護シート７を介して可動接点６のドーム状頂点部を押し下げていくようになる。そして、上記動作で可動接点６への押し下げ量が所定量を超えると、図９に示すように、可動接点６のドーム状部分が節度感を伴って下方突形に弾性反転し、その中央部下面が中央固定接点２上面に接触してスイッチオン状態になる。

次に、操作体８への押圧操作を解除すると、可動接点６のドーム状部分は自己復元力によって元の上方突形に節度感を伴って復元する。このとき、駆動部８Ｂ先端の押圧部８Ｃは可動接点６の自己復元力により上方に押し戻されると共に、撓んだ駆動部８Ｂの復元力も加わって、先端の押圧部８Ｃが傾斜部９Ｃに沿って斜め上方に移動し、これにより、操作体８は、摺動ガイド部８Ｅが上面開口部１Ａに貼り付けられた保護シート７上を摺動しつつ前方側に水平移動して元の図７のスイッチオフ状態に戻るものであった。

そして、このプッシュスイッチは、操作体８の操作部８Ａを水平方向から押圧操作する形態のスイッチであるため、その実装状態としては、図１０に示すように、操作部８Ａが配線基板１０の端部から突出するように配線基板１０にはんだ付けされて取り付けられるものであった。

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。
特開平１１−３９９８７号公報 実開平５−１１２６号公報

しかしながら、上記従来のプッシュスイッチにおいては、図１０に示したように配線基板１０の端部から操作部８Ａが突出した状態で取り付けられるため、当該スイッチをはんだ付けしてから電子機器に組み込むまでの配線基板１０の取り扱いに際して、配線基板１０の端部から突出した操作部８Ａをぶつけたり、引っ掛けたりして、想定外の荷重が操作部８Ａに加わって破損させる恐れがあった。

そこで操作部の強度を向上するためには、操作体の厚みを厚くする方法等があるが、これによるとプッシュスイッチ全体の厚みが厚くなり、薄型化に逆行してしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作部への想定を超える荷重が加わっても、操作部の破損などの発生が低減できて、更に薄型化も図ることができる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、上面開口部を有し、その上面開口部に設けられた凹部の内底面に中央固定接点と外側固定接点が配設された絶縁樹脂製のスイッチケースと、上記外側固定接点上に外周下端が載置され、上方突型のドーム状に形成された弾性金属薄板製の可動接点と、上面にポリイミド系の樹脂層を備え、一端側に上記スイッチケースの前方側から突出した操作部が備えられ、他端側に弾性変形可能なアーム状の駆動部とその駆動部を内側に位置するように周囲を囲んだ平板状の摺動ガイド部が備えられて構成され、上記スイッチケースの上面開口部内で水平方向に移動可能に配された金属板製の操作体と、この操作体の操作部を水平方向に押圧操作した時に上記駆動部の先端部を下方に向けて弾性変形させる傾斜面を中央部に備え、上記操作体の上方から上記スイッチケースの上面開口部を塞ぐように取り付けられた金属板製のカバーとからなるプッシュスイッチであり、操作体を上面樹脂層付きの金属板製としたので、カバーとの金属どうしの擦れ合いが抑えられて操作体の水平移動が滑らかで、しかも操作体の機械的強度が増して強度も向上したものにできる上、操作体の厚みを薄くすることもでき、薄型化が図られたプッシュスイッチを容易に実現することが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、下面に接着剤を備えた絶縁性フィルムからなる可撓性の保護シートが、操作体の下方位置でスイッチケースの上面開口部に設けられた凹部を覆って上記上面開口部の底面に接着配置されたものであり、操作の際に可動接点が弾性反転動作する時の操作体と可動接点の金属どうしでの衝突で発生する異音が防止できると共に、接点部分の防塵性に優れるものに構成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、操作体のアーム状の駆動部が、先端部を除き薄肉に形成されたものであり、操作体の強度の向上および駆動部の撓み易さの確保を両立させることができるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体の摺動ガイド部および操作部に補強用手段が設けられたものであり、操作体の摺動ガイド部および操作部の強度を確保しつつ、用いる金属板材料の厚みを薄くでき、プッシュスイッチのさらなる薄型化を図ることができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体が、その摺動ガイド部の上面には上方に向けて、下面には下方に向けて突出した摺接突部をそれぞれ設けたものであり、操作体の摺接部分の面積を少なくして滑らかな操作感触で操作できるものが得られるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、操作部に想定を超える加重が加わっても、操作部の破損などの発生が抑えられ、しかも薄型化も図れる構成のプッシュスイッチが実現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６を用いて説明する。

なお、従来の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。

（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は同プッシュスイッチの分解斜視図、図３は同操作体の平面図、図４は図３のＳ−Ｓ線における断面図、図５は同プッシュスイッチの動作状態を示す断面図、図６は他の形態の操作体の外観図である。

図１および図２において、１１は上面開口部１１Ａの底面から一段窪んだ略円形の凹部１１Ｂを有した方形の絶縁樹脂からなるスイッチケースであり、上記凹部１１Ｂの内底面に中央固定接点２とその中央固定接点２を挟む等距離に一対の外側固定接点３が露呈して、これら各固定接点２，３とそれぞれ繋がる端子４，５はスイッチケース１１の側面から導出されている。そして、上方突型の円形ドーム状の弾性金属薄板からなる可動接点６が、上記外側固定接点３上にその外周下端が載置されて上記凹部１１Ｂ内に収容されている。

そして、スイッチケース１１の凹部１１Ｂの上面位置にあたる上面開口部１１Ａの底面には絶縁性樹脂フィルムからなる可撓性の保護シート７が下面の粘着剤で粘着配置されて凹部１１Ｂを塞いでおり、その保護シート７上には、一端側にスイッチケース１１の前方側の外壁から突出する操作部１２Ａが備えられ、他端側がスイッチケース１１内に位置した弾性変形可能なアーム状の駆動部１２Ｂと略コの字状の切欠き部１２Ｄを介してこの駆動部１２Ｂを囲むように設けられた摺動ガイド部１２Ｅとからなる操作体１２が前後方向となる水平方向に移動可能に載置されている。なお、図１にも示したように、操作体１２は、非操作状態で、駆動部１２Ｂ先端に設けられた押圧部１２Ｃが、スイッチケース１１内の可動接点６上の位置に対応して位置するようにして配されている。

そして、この操作体１２上を覆ってその上方への移動規制をなすように、上記スイッチケース１１に金属板からなるカバー１３が装着されており、このカバー１３は、スイッチケース１１の上面開口部１１Ａを塞ぐようにスイッチケース１１上に載置され、スイッチケース１１の上記端子４，５の延出された外側面に直交する一対の対面となる外側面に設けられた係止用突起１１Ｃに、側端部それぞれから下方に向けて延設された係止部１３Ａが係止されて結合されている。

ここで、本発明によるプッシュスイッチは、上記操作体１２を金属板から形成したものとしていると共に、その上面に０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍの厚みのポリイミド系の樹脂層が設けられたものとし、その厚みを、従来の絶縁樹脂からなるものよりも薄く構成していることを特徴とするものである。なお、従来の絶縁樹脂からなる操作体の厚みは、０．４４ｍｍであり、本実施の形態による操作体１２の原材料の厚みは、０．２ｍｍのステンレス鋼板またはりん青銅板を採用している。なお、その金属材料としては、所定の機械的強度を備え、加工性が良く、コストアップ要因の少ない材料であれば、上記材料に限定されるものではない。

そして、図１〜図３にも示したように、スイッチケース１１の前方外方に突出して配される操作体１２の操作部１２Ａは、下方に向けて略９０度に折り曲げ形成されて、搭載される電子機器の図示しない操作ボタンとの組み合わせずれを吸収できる面積を備えた平面部分を備えている。

そして、操作体１２のアーム状の駆動部１２Ｂは、先端の略円弧状に形成された押圧部１２Ｃを除く部分が冷間鍛造などにより圧縮加工されて板厚が薄く形成されており、弾性変形し易くなっている。また、上記摺動ガイド部１２Ｅの上面には、方形のスイッチケース１１のコーナー部にほぼ対応する４箇所に上方のカバー１３下面に当接する球状の上面摺接突部１２Ｆが突設され、また図４に示すように、下面には、操作方向である前後方向に平行な方向の一対の辺それぞれにスイッチケース１１の上面開口部１１Ａ底面を受けとして保護シート７上面に当接する前後方向に長い下面摺接突部１２Ｇが突設されている。なお、本実施の形態による上記上面摺接突部１２Ｆおよび下面摺接突部１２Ｇの突出寸法は、それぞれ０．０３ｍｍとしており、これにより操作体１２全体の厚みは、０．２６ｍｍとなっている。

本発明によるプッシュスイッチは以上のように構成され、その動作は、従来のものと同様であるが、簡単に説明すると、まず、操作体１２の操作部１２Ａを後方側に押圧すると、操作体１２が保護シート７とカバー１３との間で後方側に水平移動していくと共に、アーム状の駆動部１２Ｂは薄肉の中間部が弾性変形しつつ先端の押圧部１２Ｃがカバー１３の傾斜部１３Ｃの傾斜面に沿って斜め下方に移動し、保護シート７を介して可動接点６のドーム状頂点部を押し下げていく。その押し下げ力が所定の値を超えると、図５に示すように、可動接点６のドーム状部分が節度感を伴って下方突形に弾性反転し、その中央部下面が中央固定接点２に接触してスイッチオン状態になる。

次に、上記操作体１２の操作部１２Ａへの押圧を解除すると、可動接点６のドーム状部分が節度感を伴って元の上方突型に自己復元して押圧部１２Ｃがカバー１３の傾斜部１３Ｃに沿って斜め上方に押し上げられ、アーム状の駆動部１２Ｂの弾性変形が元に戻るにつれて、操作体１２が前方に摺動復帰して元の図１のスイッチオフ状態に戻る。

このスイッチ動作状態において、本実施の形態によるものは、可動接点６のドーム状部分が節度感を伴って弾性反転、自己復元をするが、可動接点６上に保護シート７を介在させた構成としているので、可動接点６が操作体１２の駆動部１２Ｂ先端の押圧部１２Ｃに直接衝突することもなく、金属どうしの衝突時に発生する異音の発生が防止されたものにできる。そして、その保護シート７によって接点部分が構成されたスイッチケース１１の凹部１１Ｂを覆ったものとしているため、凹部１１Ｂ内に塵埃などが侵入することが防止できて、中央固定接点２、外側固定接点３および可動接点６で構成される接点部分における接触信頼性が確保されたものにできる。

また、操作体１２が、カバー１３の下面およびスイッチケース１１の上面開口部１１Ａの底面上に粘着された保護シート７上面との間で前後方向に摺動動作するが、操作体１２の摺動ガイド部１２Ｅに設けた上面摺接突部１２Ｆおよび下面摺接突部１２Ｇにより、当接する面積が少なくなっているため、滑らかな操作感触のものとして実現できる。

また、操作体１２の上面は、ポリイミド系の樹脂層で覆われているため、操作体１２とカバー１３が共に金属材料から形成されていても、金属どうしが擦れ合うこともなく、操作体１２の動作状態が滑らかなものにできる。

そして、その樹脂層をポリイミド系としたことにより、本実施の形態による表面実装型のスイッチに求められる、はんだ付け時の耐熱性を備えたものにできる。

また、当該操作体１２は、素材として金属板を採用したことにより厚みを薄くしても機械的強度が確保できるので、操作部１２Ａの破損等に対する強度の向上を図ることができると共に、アーム状の駆動部１２Ｂとして、先端の押圧部１２Ｃを除いて厚みが薄く形成されたものとしているため、押圧操作に際しては、駆動部１２Ｂが撓み易いものにでき、可動接点６のドーム状部分の弾性反転、自己復元に伴う節度感を損なうことのないプッシュスイッチとして実現することができる。

さらに、図６は、図３に示した操作体１２よりもさらに素材厚みの薄い金属薄板から形成した操作体の斜視図であり、この操作体２２は、一端側にスイッチケース１１前方側の外壁から突出する先端が下方に向けて曲げ形成された操作部２２Ａが備えられ、他端側がスイッチケース１１内の可動接点６上部に位置する先端が押圧部２２Ｃとなった弾性変形可能なアーム状の駆動部２２Ｂと、略コの字状の切欠き部２２Ｄを介してこの駆動部２２Ｂを囲むように設けられた摺動ガイド部２２Ｅとから構成されている。

そして、上記摺動ガイド部２２Ｅの上面には、方形のスイッチケース１１のコーナー部にほぼ対応する位置の４箇所に球状の上面摺接突部２２Ｆが突設され、下面には、操作方向である前後方向に平行な方向の一対の辺それぞれで、２つの上記上面摺接突部２２Ｆの間の２箇所と、アーム状の駆動体２２Ｂを挟む平行関係の両側で操作部２２Ａに繋がる位置の２箇所の併せて４箇所に前後方向に長い下面摺接突部２２Ｇが突設されており、これらは操作体２２の前後方向の摺動動作を滑らかにすることと薄肉化による補強用手段を兼ねて形成されている。

更にそれらに加えて、上記操作部２２Ａの曲げ加工箇所の補強用手段として、曲げ部分に曲げ線に直交する方向の打ち込み窪み２２Ｈが複数個設けられ、その複数個の打ち込み窪み２２Ｈによる加工硬化で操作部２２Ａの補強がなされて構成されたものとなっている。

また、アーム状の駆動部２２Ｂの中間部は、上述した図３の操作体１２の駆動部１２Ｂの薄く形成された厚みと同じかそれよりさらに薄い厚みの素材が用いられて構成されているため、その素材の厚みのままで容易に弾性変形できるものとなる。

なお、この操作体２２を用いたプッシュスイッチの構成および動作は、上記の説明と同様となるため省略するが、操作体２２が薄型にできる分、さらに薄型構成のプッシュスイッチを実現することが可能となる。

本発明によるプッシュスイッチは、操作部に想定を超える荷重が加わっても、操作部の破損などの発生が抑えられると共に、薄型化が図られたものとして提供することができるという特徴を有し、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 同プッシュスイッチの分解斜視図 同操作体の平面図 図３のＳ−Ｓ線における断面図 同プッシュスイッチの動作状態を示す断面図 他の形態の操作体の外観図 従来のプッシュスイッチの断面図 同プッシュスイッチの分解斜視図 同プッシュスイッチの動作状態を示す断面図 同プッシュスイッチの実装状態を示す側面図

符号の説明

２ 中央固定接点
３ 外側固定接点
４，５ 端子
６ 可動接点
７ 保護シート
１１ スイッチケース
１１Ａ 上面開口部
１１Ｂ 凹部
１１Ｃ 係止用突起
１２，２２ 操作体
１２Ａ，２２Ａ 操作部
１２Ｂ，２２Ｂ 駆動部
１２Ｃ，２２Ｃ 押圧部
１２Ｄ，２２Ｄ 切欠き部
１２Ｅ，２２Ｅ 摺動ガイド部
１２Ｆ，２２Ｆ 上面摺接突部
１２Ｇ，２２Ｇ 下面摺接突部
１３ カバー
１３Ａ 係止部
１３Ｂ スリット部
１３Ｃ 傾斜部
２２Ｈ 打ち込み窪み

Claims (5)

1. 上面開口部を有し、その上面開口部に設けられた凹部の内底面に中央固定接点と外側固定接点が配設された絶縁樹脂製のスイッチケースと、上記外側固定接点上に外周下端が載置され、上方突型のドーム状に形成された弾性金属薄板製の可動接点と、上面にポリイミド系の樹脂層を備え、一端側に上記スイッチケースの前方側から突出した操作部が備えられ、他端側に弾性変形可能なアーム状の駆動部とその駆動部を内側に位置するように周囲を囲んだ平板状の摺動ガイド部が備えられて構成され、上記スイッチケースの上面開口部内で水平方向に移動可能に配された金属板製の操作体と、この操作体の操作部を水平方向に押圧操作した時に上記駆動部の先端部を下方に向けて弾性変形させる傾斜面を中央部に備え、上記操作体の上方から上記スイッチケースの上面開口部を塞ぐように取り付けられた金属板製のカバーとからなるプッシュスイッチ。
2. 下面に接着剤を備えた絶縁性フィルムからなる可撓性の保護シートが、操作体の下方位置でスイッチケースの上面開口部に設けられた凹部を覆って上記上面開口部の底面に接着配置された請求項１記載のプッシュスイッチ。
3. 操作体のアーム状の駆動部が、先端部を除き薄肉に形成された請求項１記載のプッシュスイッチ。
4. 操作体の摺動ガイド部および操作部に補強用手段が設けられた請求項１記載のプッシュスイッチ。
5. 操作体が、その摺動ガイド部の上面には上方に向けて、下面には下方に向けて突出した摺接突部をそれぞれ設けた請求項１記載のプッシュスイッチ。

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