JP2007134152A - 可動接点およびこれを用いて構成した可動接点体、スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】上方凸型ドーム状に形成された可動接点およびこれを用いて構成された可動接点体、スイッチに関し、対応する中央接点などの被接触物への影響が緩和できるものを提供する。
【解決手段】反転動作をなす球状部５３の中央位置に、上面視細長い直線形状で径方向に伸びる下方側への突部６０を、放射状をなすように少なくとも三箇所の位置に配し、その個々の突部６０を、中央側より外方側になるにつれて下方への突出量が大きくなる設定にすると共に、周方向に所定幅の平坦面を有するように突出形成して被接触物に線状接触可能なものとしたことにより、接触圧力が適度に分散されて被接触物への影響の与え度合いが軽減されたものにできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部を構成するパネルスイッチなどに用いられる可動接点およびこれを用いて構成した可動接点体、スイッチに関するものである。

各種電子機器の入力操作部に用いられるスイッチとして、ベースシートに可動接点が保持された可動接点体を用いて構成されたパネルスイッチが多く用いられるようになっている。

その構成について、図９の従来の可動接点が用いられた可動接点体を搭載して構成されたパネルスイッチの部分断面図、図１０の同分解斜視図を用いて以下に説明する。

同図において、１は絶縁樹脂フィルム製のベースシートであり、各可動接点５の上面を覆うように配されている。

そして、上記可動接点５は、弾性を有する導電金属薄板からなり、外形が円形の上方凸型ドーム状に形成されている。この可動接点５は、ドーム状の中央部に上方から押し下げ力を加えると中央部が反転動作し、上記押し下げ力を除くと、自らの復元力で元の上方凸型ドーム状に復元する反転動作型のものである。

そして、その可動接点５の中央部には、中心から等距離の位置の１２０°間隔で、下方に向けて半球状に突出形成された半球凸部７が設けられている。

なお、上記ベースシート１の下面に粘着層を形成し、その粘着層で上記可動接点５を保持させたものは、一般に可動接点体と呼ばれる。

そして、１５は、上記可動接点５の配置位置に応じてそれぞれ一対で外側接点１６、中央接点１７が配された配線基板である。

そして、この配線基板１５の上面には、スペーサ部材２が配され、その孔部３内に配置され上面がベースシート１で覆われた可動接点５は、各接点１６、１７の位置に対応させて配され、さらに図示しない操作釦などが可動接点５位置に対応させて配されることによって、いわゆるパネルスイッチとして構成されて機器に搭載されている。

そのパネルスイッチの個々のスイッチは、可動接点５の外周下端が外側接点１６上に載せられ、半球凸部７を含む中央部の下面は、中央接点１７に間隔をあけて対峙した構成となっている。

その動作としては、図示しない操作釦を押し下げ操作して、ベースシート１を介して、対応する可動接点５の中央部に押し下げ力を加えていく。その押し下げ力が所定の大きさを超えると、上記可動接点５が反転動作して、三つの半球凸部７が下方の中央接点１７に接触する。これにより、上記可動接点５を介して、対応する外側接点１６、中央接点１７の間が電気的に導通したスイッチＯＮ状態となる。

そして、上記押し下げ力を除くと、上記可動接点５は自らの復元力で元の上方凸型ドーム状に復元して、三つの半球凸部７が中央接点１７から離れて、外側接点１６と中央接点１７との間が電気的独立状態に戻るものであった。

上記パネルスイッチは、軽量薄型のプッシュ操作型のものに構成できるため、特に携帯機器などに多く搭載されるものであった。

一方、単体のスイッチ構成のものも多く機器に搭載され、例えば、図１１に示すように、樹脂からなる箱型ケース２０の上方開口凹部の内底面に外側接点２１、中央接点２２が配され、その外側接点２１上に上記可動接点５の外周下端が載せられて配され、さらに上記可動接点５上に上下動可能な操作体２５が組み込まれているものが挙げられる。

このものも、操作体２５を押し下げ操作して上記可動接点５の中央部に押し下げ力を加え、その押し下げ力が所定の大きさを超えると、上記可動接点５が反転動作して、三つの半球凸部７が下方の中央接点２２に接触し、上記可動接点５を介して外側接点２１および中央接点２２からそれぞれ導出された端子間が導通し、その力を除くと上記可動接点５が元の形状に復元して、操作体２５を元の位置に押し上げると共に、上記端子間が電気的独立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が知られている。
特開２０００−３２２９７４号公報

上記従来の可動接点５を用いて構成したものは、可動接点５の反転動作時に互いに独立状態に形成された三箇所の半球凸部７が、下方に配された中央接点１７または２２に接触するため、操作時の接触性は優れるものであったが、その接触状態としては点接触になってしまい、かつ半球凸部７の接触位置は、相手側の中央接点１７または２２のほぼ一定位置となるため、操作回数が増えると、相手側の中央接点１７または２２の対応箇所がへこんでいくという現象が発生することもあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、長期に亘って繰り返して操作された場合を含んで、対応する中央接点などの被接触物への影響が従来のものより緩和できる接触箇所を備えさせた可動接点およびこれを用いて構成した可動接点体、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、上方からの押圧操作で中央部が反転動作するように弾性を有する導電金属薄板から下方開口の上方凸型ドーム状に形成された可動接点であって、その反転動作をなす中央位置に、上面視細長い直線形状で径方向に伸びる下方側への突部が放射状をなすように少なくとも三箇所の位置で配され、その個々の突部は、中央側より外方側になるにつれて下方への突出量が大きく設定されていると共に、周方向に所定幅の平坦面を有するように突出形成されており、動作時に、上記突部の平坦面における外方側の位置で被接触物に対して周方向に沿う線状接触が可能とされたことを特徴とする可動接点としたものである。

当該構成であれば、対応する被接触物に対して、複数の突部それぞれが個々に線状接触するものにできることから、単位面積あたりの接触圧力を適度に分散させつつ従来のものよりも広い線分面積で被接触物に接触するものにでき、被接触物への影響の与え度合いが軽減されるものにできる。しかも、その接触位置が可動接点内の径方向において外方よりの位置にできることから、侵入した異物が二つ以上の接触箇所に跨って噛み込むことも少なく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、上下に貫通する中央孔を、中央部の中心位置にさらに設けたものであり、可動接点の動作時に中央孔を介して空気の流通がなされ、可動接点内に内包する空気の動作力などへの影響が緩和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または２に記載された可動接点をベースシートに保持させて構成した可動接点体、また請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載された可動接点を、対応する接点に対応させて配して構成したスイッチであり、共に繰り返して操作された場合を含んで、対応する中央接点などへの影響が従来のものより緩和できる長寿命化対応が可能なものとして構成できるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、下面側に突出する突部が設けられた上方凸型ドーム状で弾性を有する導電金属薄板からなる可動接点であって、上記突部の接触位置が仮想円形リング線に沿うようにして設定され、その仮想円形リング線で囲われる領域と同等もしくはそれより大きい押圧部材で上方から押されて反転動作し上記突部が被接触物と接触する可動接点であり、反転動作した際に、被接触物に接触している突部の接触位置に押圧部材からの力が加わりやすくなり接触安定性が増すものに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、対応する中央接点などの被接触物への影響が緩和できる接触箇所を備えさせた可動接点およびこれを用いて構成した可動接点体、スイッチが得られるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８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、詳細な説明は省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による可動接点を備えた可動接点体を用いて構成したパネルスイッチの部分断面図、図２は同分解斜視図である。

同図に示すように、当該可動接点体４０は、ＰＥＴなどからなる樹脂フィルム製のベースシート４５と、その下面に所定パターンで形成された粘着層４６で個々の上面が粘着保持された複数の可動接点５０とで構成されている。その各可動接点５０は、図２に示すように使用機器における操作部に対応する位置に配置されている。

ここで、当該可動接点５０につき、図面を用いて詳細説明を行う。

図３は可動接点の上面図、図４は図３のＰ−Ｐ線における部分拡大断面図、図５は図３のＱ−Ｑ線における部分拡大断面図である。

この可動接点５０は、弾性を有する導電金属薄板からなる反転動作型のものであって、その形状は、同図に示すように、外周下端５１から上方側が狭まる所定角度で傾斜した側方傾斜部５２と、側方傾斜部５２の上端内を塞ぐ曲率の大きい球状部５３とから構成され、側方傾斜部５２と球状部５３との境は所定のアールでつながれて、外形が円形の上方凸型ドーム状のものとして形成されている。

この可動接点５０は、球状部５３上から所定の押し下げ力が加わると、球状部５３が全体的に下方凸状に反転動作するものである。

そして、その球状部５３の中央位置には、図３に示すように、下方側に突出形成された上面視細長い形状で径方向に伸びる突部６０が１２０°間隔の三箇所で放射状をなすように配されている。なお、突部６０は、上記配置の三箇所の設定が好ましいが、その配置角度は上記に限定されることはない。また、突部６０の配置数も三箇所以上であってもよい。

そして、個々の突部６０は、図４からも判るように、下方に突出している下端表面が、周方向に所定幅の平坦面６１を備えた形状に突出形成され、しかも図５からも判るように、その下方側への突出量は、径方向に沿って中央側より外方側になるにつれて漸次大きくなる傾斜状に設定されている。つまり、上記平坦面６１は、径方向に直線的に伸びる所定幅の傾斜面としてなっている。

その突部６０の形状であれば、平坦面６１がそれぞれの下方への突出量の大きい外方側の位置で、被接触物に対し個々に平坦面６１幅で線状接触するものにできる。このとき、上述したように球状部５３が全体的に反転動作する構成であると、その反転動作が安定的で、しかもその反転動作に際して個々の突部６０の径方向に沿う角度状態、すなわち傾斜面からなる平坦面６１の傾斜角度状態が随時変化しつつ被接触物に接触していくようになるので、それぞれの被接触物への接触位置のセルフクリーニング効果なども期待でき接触安定性にも優れるようになる。また、その線分で接触する位置は、径方向における外方よりの位置になるため、侵入した異物が二つ以上の接触箇所に跨って噛み込むことも少なく、これも接触安定性に寄与する。さらに、突部６０は従来のものよりも大きい形状で加工形成されたものであるため、角部に相当する箇所を大きいアール設定で構成することも容易にできる。

そして、当該可動接点５０は、球状部５３の中心位置に同心に上下に貫通する貫通孔５５を備え、その貫通孔５５の端部は、突部６０の中央側内周位置を含んで形成されている（図３参照）。なお、その孔径であれば、突部６０の形成時に中央側部分で肉の引っ張り合いなどが少なくなるため、突部６０の形状出しが容易になるという効果も得られる。

そして、上記突部６０を有する可動接点５０を用いて、上述したように可動接点体４０が構成されている。なお、ベースシート４５下面の粘着層４６は、各可動接点５０間の空気逃がし用溝部や可動接点５０の貫通孔５５に応じた位置を除くパターンで形成され、可動接点５０は、その貫通孔５５端部から所定距離ほど離れた位置に円弧状で対向した状態に形成された粘着層４６で上面を粘着保持されている。

そして、上記可動接点体４０は、図１に示したように、各可動接点５０の配置位置に応じてそれぞれ外側接点１６、中央接点１７が配された配線基板１５上に、ベースシート４５下面の粘着層４６で粘着保持されたパネルスイッチ６５とされて用いられる。なお、各可動接点５０に応じて配される操作釦などの押圧部材の図示は、従来同様に図１や図２から省略している。

そのパネルスイッチ６５としては、個々の可動接点５０と、それに応じた外側接点１６、中央接点１７で構成される個別の自己復帰型のプッシュスイッチが複数箇所に備えられたものとなっている。

個々のプッシュスイッチとしては、可動接点５０の外周下端５１が、対応する外側接点１６上に載せられ、その球状部５３は突部６０下面の平坦面６１を含んで、対応する中央接点１７に所定間隔をあけて対峙している。

その動作は、操作釦などを押し下げるなどしてベースシート４５を介して可動接点５０の球状部５３に押し下げ力を加え、その押し下げ力が所定の大きさを超えると、球状部５３は節度を伴って反転動作して突部６０下面の平坦面６１が個々に中央接点１７に周方向の線状で部分的に接触し、可動接点５０を介して上記外側接点１６、中央接点１７の間が電気的に導通したスイッチＯＮ状態となる。

このように当該可動接点５０は、中央接点１７への突部６０の接触状態が個々に線状接触するものであることから、従来のものよりも広い線分面積で接触し単位面積あたりの接触圧力を適度に分散させる接触状態にできるものとなる。このため、中央接点１７への影響の与え度合い等が軽減でき、長期に亘って繰り返して操作された場合を含めて、中央接点１７のへこみなどの発生度合いなども低減できる。

また、その接触位置としても、可動接点５０内の径方向において外方よりの位置であることから、侵入した異物が二つ以上の接触箇所に跨って噛み込むことも少なくて多点で安定した接離が行われるものにできる。

さらに、当該可動接点５０は、上記動作時において、その中央に備えさせた貫通孔５５を介して内外の空気の流通がなされるものともなり、可動接点５０内に内包された空気における可動接点５０の動作力などへの影響も緩和できる。

そして、上記可動接点５０への押し下げ力を解除すると、球状部５３が節度を伴ってベースシート４５を押し戻しつつ元の上方凸型の形状に復元して元の図１に示す状態に戻り、突部６０が中央接点１７から離れて上記外側接点１６、中央接点１７の間が電気的に独立したスイッチＯＦＦ状態に戻る。なお、このときも貫通孔５５を介して内外の空気の流通がおこり、スムーズな復元動作がなされる。

以上のように当該可動接点５０を用いて構成した可動接点体４０は、パネルスイッチ６５として搭載された際、中央接点１７側に対して与える影響が緩和されるものにできて機器の操作耐久性などに寄与できるものである。

なお、可動接点５０の変形事例としては、上記形状の突部６０を備えさせたもの全般に亘り、その一例としては、例えば図６に示すように、中央に貫通孔を設けていない可動接点６８としてもよく、さらに、その可動接点６８を用いて図７に示したように可動接点体４０Ａやそれを用いたパネルスイッチ６５Ａとして構成しても、その接触性などで得られる効果は上記構成のものと同等のものとなる。なお、それらの構成は上記に説明したものの構成と殆ど同じであるため、詳細説明は省略する。

なお、可動接点５０のベースシート４５への保持方法や可動接点５０の反転動作時の被接触物としては上記に説明したもの以外であってもよい。

また、ベースシート４５以外に、ＥＬ素子など可撓性フィルムを有するものに可動接点５０や６８を装着したものとしたり、単なる節度発生用として可動接点５０や６８を配しても、被接触物への影響が緩和されたものに構成することができる。

さらには、当該可動接点５０や６８を用いて単体のプッシュオンスイッチを構成してもよく、以下に可動接点５０を用いて構成したものを事例として説明する。

図８は、可動接点５０を用いて構成した単体のプッシュオンスイッチの断面図である。

同図に示すように、当該プッシュオンスイッチは、上方開口の凹部内底面に外側接点７１および中央接点７２が配された樹脂からなる箱型ケース７０に、上記可動接点５０の外周下端５１を外側接点７１上に載せて配置して、その球状部５３上に上下動可能に保持された押圧部材としてなる操作体７５が配されて構成されている。

その操作体７５は、フランジ部７５Ａを境に下方突起７５Ｂおよび上方突起７５Ｃを備え、下方突起７５Ｂが球状部５３上に載せられ、上方突起７５Ｃは、箱型ケース７０の凹部上を覆うように配されたカバー部材７６の中央孔７６Ａから上方に突出して操作部としてなっている。なお、操作体７５は、非操作時にはフランジ部７５Ａの上面が、カバー部材７６の下面に当接して停止している。

このものの動作は、操作体７５の上方突起７５Ｃを押し下げ操作し、下方突起７５Ｂを介して球状部５３に押し下げ力を加えていって可動接点５０を反転動作させ、その球状部５３に設けられた三つの突部６０下面の平坦面６１を周方向に沿う所定線分面積の三点で中央接点７２に接触させることにより、外側接点７１および中央接点７２間を可動接点５０を介して電気的に導通させ、それぞれの接点から箱型ケース７０外に導出された端子７７と７８との間が導通状態となる。当該単体のプッシュオンスイッチの構成であっても、中央接点７２への影響度合いの緩和が図られるなど上述内容と同様の効果が得られる。

そして、操作体７５への操作力を除くと、可動接点５０が元の上方凸型に復元し、操作体７５を元の上方位置に押し上げると共に、突部６０が中央接点７２から離れて外側接点７１、中央接点７２間、つまり各々に対応する端子７７、７８間が電気的独立状態に戻る。

なお、この単体のプッシュオンスイッチも、上記構成のもののみに限定されないことは上記可動接点体などの場合と同じであり、上記突部６０を備えさせたものを可動側とするもの全般が本発明の範疇となり、いずれのものも長寿命化が図れて機器の操作耐久性などに寄与することができる。

このように、本発明は、可動接点における接触部分を、上記突部６０形状に特定することにより、それを用いて構成するスイッチおよびその半製品などを含めて被接触部への影響の緩和がなされ、長寿命化が図れるものを容易に実現することができる。

また、可動接点形状として、側方傾斜部５２と、その側方傾斜部５２の上端内を塞ぐ曲率の大きい球状部５３から構成された上方凸型ドーム状になされ、その球状部５３が全体的に反転動作するものであれば、反転動作領域が大きい領域でなされて突部６０の接触安定性にも優れるものになり好ましい。

なお、各突部６０が、球状部５３やその外形と同心的な仮想円形リング線に沿う位置で接触する設定にしておくと、上記球状部５３の反転に際して各突部６０が被接触部に同じタイミングで接触するため好ましい。さらに、その反転動作をさせるための押圧部材による押圧領域の大きさは、図８にも示したように、その仮想円形リング線で囲われる領域と同等もしくはそれより若干大きいものとすることが好ましい。すなわち、その形状であれば、反転して被接触部に接触した突部６０の接触位置に押圧部材からの力が加わりやすくなり接触安定性が増すものにできるからである。なお、上記押圧部材による押圧領域の大きさの設定思想は、突部６０の形状に特に限定されず、例えば、従来の半球状の突部を備えたものに対して適用しても同等な効果が得られるものとなる。

本発明による可動接点およびこれを用いて構成した可動接点体、スイッチは、対応する被接触物への影響が緩和できる接触箇所を備えさせたものであるため、長期に亘って繰り返して操作された場合を含んで機器の操作耐久性に寄与できるものにできるという効果を有し、各種電子機器の入力操作部を構成する際などに有用である。

本発明の一実施の形態による可動接点を備えた可動接点体を用いて構成したパネルスイッチの部分断面図 同分解斜視図 同可動接点の上面図 同図３のＰ−Ｐ線における部分拡大断面図 同図３のＱ−Ｑ線における部分拡大断面図 同可動接点の変形事例を示す上面図 図６に示す可動接点を備えた可動接点体を用いて構成したパネルスイッチの部分断面図 同可動接点を用いて構成した単体のプッシュオンスイッチの断面図 従来の可動接点が用いられた可動接点体を搭載して構成されたパネルスイッチの部分断面図 同分解斜視図 従来の可動接点が用いられて構成された単体のプッシュオンスイッチの断面図

符号の説明

１５ 配線基板
１６ 外側接点
１７ 中央接点
４０、４０Ａ 可動接点体
４５ ベースシート
４６ 粘着層
５０、６８ 可動接点
５１ 外周下端
５２ 側方傾斜部
５３ 球状部
５５ 貫通孔
６０ 突部
６１ 平坦面
６５、６５Ａ パネルスイッチ
７０ 箱型ケース
７１ 外側接点
７２ 中央接点
７５ 操作体
７５Ａ フランジ部
７５Ｂ 下方突起
７５Ｃ 上方突起
７６ カバー部材
７６Ａ 中央孔
７７、７８ 端子

Claims (5)

1. 上方からの押圧操作で中央部が反転動作するように弾性を有する導電金属薄板から下方開口の上方凸型ドーム状に形成された可動接点であって、その反転動作をなす中央位置に、上面視細長い直線形状で径方向に伸びる下方側への突部が放射状をなすように少なくとも三箇所の位置で配され、その個々の突部は、中央側より外方側になるにつれて下方への突出量が大きく設定されていると共に、周方向に所定幅の平坦面を有するように突出形成されており、動作時に、上記突部の平坦面における外方側の位置で被接触物に対して周方向に沿う線状接触が可能とされたことを特徴とする可動接点。
2. 上下に貫通する中央孔を、中央部の中心位置にさらに設けた請求項１記載の可動接点。
3. 請求項１または２に記載された可動接点をベースシートに保持させて構成した可動接点体。
4. 請求項１または２に記載された可動接点を、対応する接点に対応させて配して構成したスイッチ。
5. 下面側に突出する突部が設けられた上方凸型ドーム状で弾性を有する導電金属薄板からなる可動接点であって、上記突部の接触位置が仮想円形リング線に沿うようにして設定され、その仮想円形リング線で囲われる領域と同等もしくはそれより大きい押圧部材で上方から押されて反転動作し上記突部が被接触物と接触する可動接点。

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