JP2001067979A - 押釦スイッチ用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 明瞭なクリック感を多段階に得ることができ
るとともに、押釦操作時の発生音や共鳴音を低減するこ
とができる押釦スイッチ用部材を提供する。 【解決手段】 ドーム部１ｅの中央上部に形成された押
釦部１ａの底面より下方に突出形成された中央可動接点
部１ｂと、該中央可動接点部に対して所定間隔を隔てて
該中央可動接点部を囲むように突出形成された略環状も
しくは間欠略環状可動接点部１ｃとを有する押釦スイッ
チ用部材であって、中央可動接点部の先端には、屈曲形
状とその状態からの復元とをクリック感を呈して繰り返
すことが可能な金属製もしくは樹脂製の逆椀状部１ｄが
接着一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、携帯端
末、自動車部品等に使用される押釦スイッチ用部材に関
し、特に、自動車のパワーウインドウスイッチ等の多段
的にクリック感が発生しつつ多段的に電気回路の開閉を
行う必要があるような装置に最適な押釦スイッチ用部材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、多段的にクリック感を発生す
るスイッチとしてメカニカルなものが多用されている。
図７は、その一例としてのメカニカルスイッチを示す図
である。なお、図７（ａ）は断面図であり、図７（ｂ）
は荷重曲線である。また、図８は、メカニカルスイッチ
の他の例を示す図である。

【０００３】これらのスイッチは、電子ピアノなどの電
子機器や自動車のパワーウィンドウスイッチ等の装置に
おいて、多段階のクリック感を出したり、電気的に接続
させたりするために用いられている。

【０００４】図７に示すメカニカルスイッチ１０１は、
筐体１０１ａ、板ばね１０１ｂ、押圧力伝達子１０１
ｃ、ばね１０１ｄ、リードフレーム１０１ｅ、基板１０
１ｆから構成されている。板ばね１０１ｂには１箇所の
凸部が設けられており、押圧力伝達子１０１ｃには２箇
所の凹部が設けられていて、この押圧力伝達子１０１ｃ
の凹部に板ばね１０１ｂの凸部が嵌合ロックすると、そ
の摺動抵抗値の差によりクリックを感じるように構成さ
れている。なお、図７（ｂ）に示すＦ１は、１回目の凹
凸通過時のクリックを示し、Ｆ２は、２回目の凹凸通過
時のクリックを示す。

【０００５】また、図８に示すメカニカルスイッチ１０
２は、筐体１０２ａ、フレーム１０２ｂ、プラスティク
ス摺動部材１０２ｃ、金属ばね１０２ｄ、プランジャ１
０２ｅ、エラストマーカバー部材１０２ｆ、樹脂キート
ップ１０２ｇ及び基板１０２ｆから構成されている。こ
のメカニカルスイッチ１０２は、７点のプラスティック
部品と金属ばね及び基板を使用して、メカニカルスイッ
チ１０１と同様のクリック感を得る機構である。そし
て、プラスティック部品同士が機構的に嵌合ロック状態
になったときに、その移動抵抗からクリックを感じるよ
うに構成されている。なお、荷重曲線は、図７（ｂ）と
ほぼ同等であるために省略する。

【０００６】このようなメカニカルスイッチ以外にも、
多段的にクリック感を発生するシリコーンゴム製の押圧
スイッチ部材が用いられている。一般に、シリコーンゴ
ム製押釦スイッチ用部材は、少ない部品点数でスイッチ
ング動作が可能であるために、従来より、電卓、ワープ
ロ、リモコンなどの様々な押釦スイッチ機器に用いられ
ている。

【０００７】図９は、シリコーンゴムを用いた従来のワ
ードプロセッサ用接点カバー部材を示す図であり、図９
（ａ）は断面図、図９（ｂ）は荷重曲線である。一体成
形された２段階クリック感発生型押釦スイッチ用部材１
０３は、シリコーンゴムに代表されるゴム状弾性体であ
る。この押釦スイッチ用部材１０３は、天部に設けられ
た円筒状のリブ１０３ａと、図９（ｂ）に示す１回目の
クリック（Ｆ１）を発生させるドーム部１０３ｂと、２
回目のクリック（Ｆ２）を発生させる中央部薄肉部であ
るドーム部１０３ｃとを備えているとともに、ドーム部
１０３ｂの天井面から下方に突出し、その下面に接点１
０３ｂ１を有する突起１０３ｂ２を備えている。このリ
ブ１０３ａと薄肉のドーム部１０３ｂ，１０３ｃが設け
られている押釦を押圧操作することで順次屈曲して、２
段階のクリック感を生み出させようとしている。この押
釦スイッチは、主に、腱鞘炎防止を目的としたワードプ
ロセッサー用キーボードに用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これまで、自動車のパ
ワーウィンドウスイッチのように、一つのスイッチ内に
２つ以上のスイッチ機能を有し、しかも、高クリック感
（一般的に、３０％以上）を呈することが要求される製
品には、一般的に、機能部品組み付け組み合わせによる
摺動抵抗を利用したメカニカルスイッチ（タクトスイッ
チ）機構を使用せざるを得なかった。また、図８に示す
メカニカルスイッチの場合、部品点数が多く複雑であ
り、摺動時や釦部の戻り時に跳ね返り音や接触音が発生
したり、自動車のエンジン振動などの外部からの振動に
よる共鳴が発生する問題があった。さらに、図９に示す
ようなスイッチ内に２つ以上の導通機能を有するシリコ
ーンゴム製のいわゆるラバースイッチは存在するが、こ
れには２回の導通時に手触認知できるだけのクリック感
触を得ることができなかった。

【０００９】これは、リブ１０３ａやドーム部１０３
ｂ，１０３ｃが薄肉のゴム状弾性体からなり、クリック
感の発生がこれらの部位の変形と復元作用にのみ負うこ
と、つまり、弾性体のもつ反発弾性率とその材料により
設定されるドーム形状の制約に起因しているからであ
る。

【００１０】本発明の課題は、明瞭なクリック感を多段
階に得ることができるとともに、押釦操作時の発生音や
共鳴音を低減することができる押釦スイッチ用部材を提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。すなわち、請求
項１の発明は、ドーム部の中央上部に形成された押釦部
の底面より下方に突出形成された中央可動接点部と、該
中央可動接点部に対して所定間隔を空けて該中央可動接
点部を囲むように突出形成された略環状もしくは間欠略
環状可動接点部とを有する押釦スイッチ用部材であっ
て、前記中央可動接点部の先端には、屈曲形状とその状
態からの復元とをクリック感を呈して繰り返すことが可
能な金属製もしくは樹脂製の逆椀状部が接着一体化され
ていることを特徴とする押釦スイッチ用部材である。

【００１２】

【作用】本発明は、上述のように構成されているので、
逆椀状部の位置がドーム部内の高いところに設定されて
いる場合には、押釦部を押し下げていくと、先ずドーム
部の変形による最初のクリック感が呈され、更に押し下
げていくと、逆椀状部が下側に配置された基板と接触し
て第２番目のクリック感が呈される。この最初のクリッ
ク感が生じる位置で、略環状もしくは間欠略環状可動接
点部が下側に配置された基板上の接点と接触させる高さ
に設定しておけば、２段階のクリック感を呈する時点
で、それぞれスイッチを作動させることになる。一方、
逆椀状部の位置が低いところに設定されている場合に
は、押釦部を押し下げていくと、先ず逆椀状部による最
初のクリック感が呈され、更に押し下げていくと、ドー
ム部の変形による第２番目のクリック感が呈されること
になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１
は、本発明の第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材を
示す図であり、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は荷重
曲線である。

【００１４】本発明の第１実施形態に係る押釦スイッチ
用部材１は、押圧部（押釦部）１ａと、可動接点１ｂ，
１ｃと、逆椀状部１ｄと、ドーム部１ｅとを備えてい
る。押釦スイッチ用部材１を構成する原料としては、天
然ゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム等や
ソフトセグメントを豊富にして柔軟性に富む配合とした
熱可塑性エラストマー等のゴム弾性体から適宜選択すれ
ばよいが、形状の精密成形性、耐環境性、無毒性等の点
からすればシリコーンゴムを選ぶことが好ましい。

【００１５】押釦スイッチ用部材１の押圧部１ａは、従
来のゴム弾性体からなる多段階クリック感発生押釦スイ
ッチ用部材のように、必ずしも押圧部１ａの天面に可動
リブを設ける必要がなく、直接この部分が組込装置から
露出して、押釦の役割を持たせることも可能である。こ
の場合は、スクリーン印刷法やパッド印刷法等で文字を
形成してもよいし、押釦スイッチ用部材１の基材を透明
材料で成形しておき、押圧部１ａの側面と天面に黒塗料
等で遮光層を形成した後、天面遮光層の一部をレーザ照
射で所望の形状に焼き切る等すれば文字照光式押釦スイ
ッチ用部材としても用いることができる。また、硬質指
触感を付与したい場合には、ゴム弾性体製の押圧部１ａ
の天面にショアＤ硬度４０度以上の樹脂プレートを接着
剤で貼付すると良い。

【００１６】なお、押圧部１ａの形状は特に制限はな
く、円柱状、直方体、長円柱状等、従来から用いられて
いる押釦スイッチ用部材の各種押釦形状を選択すること
ができる。

【００１７】押釦スイッチ用部材１の底面には、下方に
突出形成される少なくとも二つの可動接点が設けられて
おり、この場合、一方の可動接点１ｂは、略中央に設け
られた中央可動接点であり、他方の可動接点１ｃは、可
動接点１ｂの周囲に一定距離を隔てて囲むように設けら
れた略環状可動接点である。本発明の第１実施形態で
は、可動接点１ｂが可動接点１ｃよりも突出して設けら
れており、図１（ｂ）に示すＦ１部のクリック感を逆椀
状部１ｄが発生し、Ｆ２部のクリック感をドーム部１ｅ
が発生する。

【００１８】可動接点１ｂの先端には、高クリック感を
発生できる逆椀状部１ｄが設けられている。この逆椀状
部１ｄを形成する材料は、リン青銅やＳＵＳ等に代表さ
れる金属製皿ばねやハードセグメントが豊富に配合され
た熱可塑性エラストマー等があるが、要するに部材押圧
の際にこの個所においてクリック率３０％以上の高クリ
ック感を呈する素材であれば適用可能である。使用する
皿ばねサイズは、任意に決定できる。

【００１９】また、可動接点１ｃの形成は、導電性イン
クによる印刷法でもよいし、所望形状に準備した導電性
チップとの一体成形でも実現できる。本発明でいう略環
状には、その典型であるリング状は勿論、四角形枠状や
三角形枠状等をも含むものとする。要するに、可動接点
１ｂを一定間隔で囲むように設けられていれば構わな
い。また、これらリング状、四角形枠状などが必ずしも
連続パターンとして設けられていないものであっても構
わない。これらを本発明中では、間欠略環状と称してい
る。つまり、可動接点１ｂを２点、３点、４点等複数の
ほぼ均一高さの可動接点１ｃ群で囲むように設けられた
ものもすべて本発明に含まれるものとする。

【００２０】一般的には、二段階でクリック感を発生さ
せ、それと同じに電気接続をも行うものが主流と思われ
るが、例えば、略環状の可動接点１ｃを高さの異なる二
重円パターンとすることで、三段階の電気接続も可能で
あるし、勿論従来のように天面にリブを形成しておくこ
とで、三段階のクリック感も実現できる。なお、高率の
初期クリック感を得たい場合には、ドーム成形品を反発
弾性が高く硬度の低い熱可塑性エラストマー（反発弾性
６０％以上、ショアＡ７０度以下）の材料をインジェク
ション成形機により成形することも可能である。

【００２１】（第２実施形態）図２は、本発明の第２実
施形態に係る押釦スイッチ用部材を示す図であり、図２
（ａ）は断面図、図２（ｂ）は荷重曲線である。以下で
は、図１に示す部材と同一の部材には、対応する番号を
付して、その詳細な説明を省略する。本発明の第２実施
形態では、押釦スイッチ用部材２の可動接点２ｃが可動
接点２ｂよりも突出して設けられており、図２（ｂ）に
示すＦ２部のクリック感を逆椀状部１ｄが発生し、Ｆ１
部のクリック感をドーム部２ｅが発生する。

【００２２】（第３実施形態）図３は、本発明の第３実
施形態に係る押釦スイッチ用部材を示す図であり、図３
（ａ）は断面図、図３（ｂ）は荷重曲線である。本発明
の第３実施形態では、押釦スイッチ用部材３の可動接点
３ｂと可動接点３ｃとが略同一の高さに設けられてお
り、図３（ｂ）に示すＭ１部（Ｍ：メーク荷重を示し、
電気的開閉を行うポイント）で可動接点３ｃが導通し、
逆椀状部３ｄがＦ１部でクリック感を発生しＭ２部で導
通する。

【００２３】

【実施例】（実施例１）シリコーンゴムコンパウンドＫ
Ｅ−９６１Ｕ（信越化学工業社製、商品名）に対し加硫
材Ｃ−８（信越化学工業製、商品名）を２重量部混練
し、所定寸法に分出し裁断され得られた原料シートを２
枚型の圧縮成形用金型に仕込み、１８０°Ｃで５分間加
熱成形しゴム弾性体製の押釦スイッチ用基材を作った。

【００２４】ここで得られた押釦スイッチ用基材のドー
ム内底部の中央に設けられた第１凸部（可動接点）から
２．５ｍｍ間隔を空けて囲む環状の第２凸部（可動接
点）に、導電性カーボンインクをシルクスクリーン技法
にて印刷した。

【００２５】次に、中央部の可動接点の先端に接着剤ス
ーパーＸ（セメダイン社製）を用いて、ＳＵＳ３０４製
金属皿ばね（フジクラ社製）を接着し、２段階クリック
感発生型押釦スイッチ用部材を得た。仕様（形状〜ドー
ム角度）は表１に示す通りであり、荷重以下の得られた
特性は、表１に示す通りである。なお、比較例として、
図７に示すような従来のメカニカルスイッチ（比較例
１）と、図９に示すような従来のリブ付きゴム弾性体製
スイッチ用部材（比較例２）とを挙げた。

【００２６】

【表１】

【００２７】図４は、荷重曲線に基づいてクリック率を
算出する方法を示す図であり、図５は、操作時の音の測
定方法を示す図である。表１に示すクリック率Ｃ（％）
は、図４に示すように、Ｃ＝（Ｐ１−Ｍ１）／Ｐ１×１
００で一般的に表現される。ここで、測定器は、信越ポ
リマー製荷重測定器とＸ−Ｙレコーダーであり、測定条
件は、測定前に３回５００ｇｒにて押圧操作してコンデ
ィショニングを実施し、先端子は、３ｍｍ径のＡＢＳ製
で平面端子／外周マグネット押さえとした。また、表１
に示す操作時の音は、図５に示すように、測定する部材
から３０ｃｍ離して音測定器で測定した。なお、共振の
有無は、耳で判断した。

【００２８】表１に示すように、実施例１は、比較例１
に比べて操作時の音が少なく、共振も無かった。また、
実施例１は、比較例２に比べて高クリック感が認められ
た。

【００２９】（実施例２）ＥＰＤＭ ＥＰＴ３０７０
（三井石油化学社製）に架橋剤ＤｉＣｕｐ４０Ｃ（三井
石油化学社製）を７重量部配合し、所定寸法に分出し裁
断して得られた原料シートを圧縮成形用金型に仕込み、
１６０°Ｃで５分間加熱成形しゴム弾性体製の押釦スイ
ッチ用基材を作った。

【００３０】ここで得られた押釦スイッチ用基材のドー
ム内底部の中央に設けられた第１凸部（可動接点）から
２．５ｍｍ間隔を空けて囲む環状の第２凸部（可動接
点）に、導電性カーボンインクをシルクスクリーンにて
印刷した。

【００３１】次に、中央部の可動接点の先端に接着剤ス
ーパーＸ（セメダイン社製）を用い、ポリエステル系熱
可塑性エラストマーハイトレル（東レダウコーニング社
製）の小径ドーム形状成形品を接着組み付けることによ
り、２段階クリック感発生型押釦スイッチ用部材を得
た。仕様（形状〜ドーム角度）は表２に示す通りであ
り、荷重以下の得られた特性は、表２に示す通りであ
る。なお、比較例として、図８に示すような従来のメカ
ニカルスイッチ（比較例３）と、図９に示すような従来
のリブ付きゴム弾性体製スイッチ用部材（比較例４）と
を挙げた。

【００３２】

【表２】

【００３３】表２に示すように、実施例２は、比較例３
に比べて操作時の音が少なく、共振も無かった。また、
実施例２は、比較例４に比べて高クリック感が認められ
た。

【００３４】（実施例３）図６は、自動車用パワーウィ
ンドウスイッチに適用した状態を示す図であり、図６
（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図である。シリコー
ンゴムパウンドＤＹ−３２−６０１４（東レダウコーニ
ング社製）に対し加硫材Ｃ−８（信越化学工業社製）を
２重量部混練し、所定寸法に分出し裁断され得られた原
料シートを２枚型の圧縮成形用金型に仕込み、１８０°
Ｃで５分間加熱成形しゴム弾性体製の押釦スイッチ用基
材を作った。

【００３５】この押釦スイッチ用基材にシリコーン系着
色インクをシルクスクリーン印刷によりキートップ天面
である押圧部４ａに１０ミクロンの厚みで平面印刷し、
その後、シリコーン系遮光性塗料にて押釦スイッチ用基
材の表面に５０ミクロンの厚さで均一に塗装を施し、こ
れを硬化後に富士電機製レーザ加工機にてキートップ天
面に文字形状に照射して遮光層のみを除去し、符号を形
成した。

【００３６】ここで得られた押釦スイッチ用基材のドー
ム内底部の中央に設けられた凸状の可動接点４ｂから
２．５ｍｍ間隔を空けて囲む環状凸状の可動接点４ｃ
に、導電性カーボンインクをシルクスクリーン技法にて
印刷した。

【００３７】次に、可動接点４ｂの先端に接着剤スーパ
ーＸ（セメダイン社製）を用いて、ＳＵＳ３０４製金属
皿ばね（フジクラ社製）を接着し、２段階クリック感発
生型押釦スイッチ用部材４（実施例３）を得た。表３
は、比較例３と同じメカニカルスイッチ（比較例５）と
実施例３とを、三菱自動車ディアマンテのパワーウィン
ドウに適用して測定したものである。

【００３８】

【表３】

【００３９】ここで、比較例５のプランジャーは、キー
トップ内に一部組み込み、金属ばね／摺動部材は、フレ
ーム内に組み込んだものである。表３に示すように、実
施例３は、比較例５に比べて、スイッチモジュールとし
ての全高を飛躍的に低くすることができた。

【００４０】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、明瞭なクリック感を多段階に実現することができ
るとともに、従来のメカニカルスイッチでは解消できな
かった押釦操作時の発生音や、車両のパワーウインド用
スイッチとして用いたときに車内のエンジン駆動に伴う
共鳴音を軽減できできるという従来技術にない優れた効
果が得られる。また、従来のメカニカルスイッチは、部
品点数が多く、複雑な構造を余儀なくされており、装置
全体の高さが高くなるのに対し、本発明では、従来のメ
カニカルスイッチとほぼ同等のクリック感を得ることが
できるとともに、薄型化が可能であるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る押釦スイッチ用部
材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は荷重曲線
である。

【図２】本発明の第２実施形態に係る押釦スイッチ用部
材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は荷重曲線
である。

【図３】本発明の第３実施形態に係る押釦スイッチ用部
材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は荷重曲線
である。

【図４】荷重曲線に基づいてクリック率を算出する方法
を示す図である。

【図５】操作時の音の測定方法を示す図である。

【図６】自動車用パワーウィンドウスイッチに適用した
状態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図
である。

【図７】メカニカルスイッチを示す図であり、（ａ）は
断面図、（ｂ）は荷重曲線である。

【図８】メカニカルスイッチの他の例を示す図である。

【図９】従来のワードプロセッサ用接点カバー部材を示
す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は荷重曲線であ
る。

【符号の説明】

１，２，３ 押釦スイッチ用部材 １ａ，２ａ，３ａ，４ａ 押圧部 １ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ 可動接点（中央可動接点部） １ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃ 可動接点（略環状可動接点
部） １ｄ，２ｄ，３ｄ，４ｄ 逆椀状部 １ｅ，２ｅ，３ｅ ドーム部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドーム部の中央上部に形成された押釦部
   の底面より下方に突出形成された中央可動接点部と、該
   中央可動接点部に対して所定間隔を隔てて該中央可動接
   点部を囲むように突出形成された略環状もしくは間欠略
   環状可動接点部とを有する押釦スイッチ用部材であっ
   て、前記中央可動接点部の先端には、屈曲形状とその状
   態からの復元とをクリック感を呈して繰り返すことが可
   能な金属製もしくは樹脂製の逆椀状部が接着一体化され
   ていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。