JP2007173099A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステムから回転力が付与される反転ばねの回転を防止して信頼性を高めたスイッチ装置を安価に提供すること。
【解決手段】スイッチ装置１には、有底箱形のハウジング２の内底面の離隔した位置に中央固定接点３および外側固定接点４が配設されており、該内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材７は、その周縁部が外側固定接点４に常時接触して中央部が中央固定接点３と接離可能に対向している。可動接点部材７上には、略同形であるが周縁部に突片部８ａを突出形成した第２反転ばね８が積層配置されており、第２反転ばね８の中央部上に駆動体９のステム９ｂが押下可能に配置されている。また、ハウジング２には外側固定接点４の近傍に立壁部２ａが形成されており、ステム９ｂから第２反転ばね８に回転力が付与されると、突片部８ａが立壁部２ａに係合して第２反転ばね８が位置規制されるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器の入力手段等として用いられる押下操作型のスイッチ装置に係り、特に、押下操作時に反転ばねを座屈反転させるステムがゴム等の弾性材料からなる小型のスイッチ装置に関する。

従来より、駆動体のステムを押下操作して円椀状の反転ばねの中央部（頂部）を付勢すると、この反転ばねがクリック感を伴って反転してスイッチオンするように構成された小型のスイッチ装置が種々提案されている。かかるスイッチ装置においては、通常、ハウジングの内底面に中央固定接点と外側固定接点が離隔して配設されており、円椀状にフォーミングされた反転ばねが、その中央部を中央固定接点と接離可能に対向させて周縁部を外側固定接点に常時接触させた状態でハウジングの内底面上に搭載されている。そして、反転ばねの中央部上に駆動体のステムが押下可能に配置されており、この駆動体が押下操作されるとステムが反転ばねの中央部を押し込んで反転させるため、反転ばねを介して中央固定接点と外側固定接点とが導通されてオン信号が出力されると共に、反転ばねの反転動作によってクリック感が生起されるようになっている。つまり、円椀状の反転ばねがクリック感を生起する可動接点部材として機能しており、導通の信頼性を確保するために、この反転ばねにはハウジングの内底面と対向する側の面に銀等の良導電性材料からなるめっき層が設けられている。

この種のスイッチ装置はさまざまな電子機器の入力手段として広く採用されているが、近年、電子機器の小型化や多機能化が促進されている関係上、この種のスイッチ装置においても一層の小型化が強く要望されている。こうした要望に応えるためには、極力小径の反転ばねを用いてハウジングの小型化を図る必要があるが、反転ばねが小径化されると操作力や操作ストロークが過度に小さくなって操作性が悪化する虞がある。そこで従来、反転ばねの中央部上に配置されるステムをゴム等の弾性材料にて形成し、このステムが押下操作時に弾性変形しながら反転ばねを押し込むような構成にすることで、小径の反転ばねを用いつつ所望の操作力や操作ストロークを確保できるようにしたスイッチ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２９４０７９号公報（第６−７頁、図８）

前述したように、反転ばねを押し込むステムを弾性材料にて形成することでスイッチ装置の小型化を促進しつつ良好な操作性を確保することが可能となるが、ステムが弾性変形しながら反転ばねの中央部を押し込むと、該反転ばねには押下力だけでなく回転力も付与されてしまうので、押下操作時に反転ばねがハウジングの内底面上で回転するという現象が発生しやすくなる。しかしながら、押下操作時に可動接点部材である反転ばねが頻繁に回転すると、その周縁部が外側固定接点上で摺動を繰り返すことになるため、反転ばねの下面に設けられている銀等のめっき層が剥がれやすくなり、その結果、導通不良や短絡事故が起こりやすくなってスイッチ装置の信頼性が低下してしまう。

なお、上記特許文献１に記載されたスイッチ装置においては、下面に粘着剤が塗布された粘着シートをハウジングの上面に貼着することにより、該粘着シートに反転ばねの頂部を密着させて回転しないようにしているが、小型のハウジングに粘着シートの貼着スペースを確保することは容易でなく貼着作業も煩雑なため、小型化が促進しにくくコスト面でも不利なスイッチ装置になってしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ステムから回転力が付与される反転ばねの回転を防止して信頼性を高めたスイッチ装置を安価に提供することにある。

上記の目的を達成する解決手段として、本発明のスイッチ装置では、有底箱形のハウジングと、このハウジングの内底面の離隔した位置に配設された中央固定接点および外側固定接点と、中央部を前記中央固定接点と接離可能に対向させて周縁部を前記外側固定接点に常時接触させた状態で前記ハウジングの内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材と、この可動接点部材の中央部上に押下可能に配置された弾性材料からなるステムとを備え、前記可動接点部材には、前記ハウジングの内底面と対向する面に良導電性材料からなるめっき層が設けられていると共に、周縁部から折り曲げ部を経て外方へ突出する突片部が設けられており、かつ、前記ハウジングには前記突片部と係合して前記可動接点部材の回転を規制するストッパ部が設けられている構成とした。

このように構成されたスイッチ装置は、円椀状の反転ばねからなる可動接点部材が外方へ突出する突片部を有し、可動接点部材に回転力が作用すると該突片部がハウジングのストッパ部と係合して位置規制されるようになっているため、押下操作時に弾性変形するステムから回転力を付与されても可動接点部材が自由に回転することはない。したがって、回り止め用の粘着シートを使用しなくても、押下操作時に可動接点部材がハウジングの内底面上で頻繁に回転するという現象は発生せず、それゆえ可動接点部材のめっき層が剥がれて導通不良や短絡事故を招来する虞がなくなって、長期に亘り高信頼性が維持できる。また、可動接点部材の突片部が折り曲げ部を経て外方へ突出させてあるため、可動接点部材のエッジ部が外側固定接点に当接した場合に懸念される該外側固定接点の損傷が回避されていると共に、該突片部に押下操作力が集中した場合に懸念されるばね特性や寿命の劣化が回避されている。

上記の構成において、外側固定接点がインサート成形加工によってハウジングに固定されている場合、インサート成形時に金型のシール部で外側固定接点を完全に覆うという樹脂かぶり防止策が講じられる関係上、成形後のハウジングには外側固定接点の近傍に該シール部の輪郭に沿った立壁部が形成されるため、この立壁部をストッパ部として利用すると共に、可動接点部材の周縁部で外側固定接点と対応する箇所から突片部が外方へ突出するようにしておけば、ハウジングに専用のストッパ部を設ける必要がなくなり、スイッチ装置の低コスト化や小型化が図りやすくなる。

また、上記の構成において、可動接点部材と略同形で該可動接点部材上に積層配置された別の反転ばね（第２反転ばね）を備え、この第２反転ばねの中央部上にステムを配置させれば、スイッチ装置の小型化を損なわずに操作力を高めることができる。なお、第２反転ばねにはめっき層を設ける必要がないので、可動接点部材上で第２反転ばねが回転しても信頼性が損なわれることはない。

また、上記の目的を達成する他の解決手段として、本発明のスイッチ装置では、有底箱形のハウジングと、このハウジングの内底面の離隔した位置に配設された中央固定接点および外側固定接点と、中央部を前記中央固定接点と接離可能に対向させて周縁部を前記外側固定接点に常時接触させた状態で前記ハウジングの内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材と、この可動接点部材と略同形で該可動接点部材上に積層配置された第２反転ばねと、この第２反転ばねの中央部上に押下可能に配置された弾性材料からなるステムとを備え、前記可動接点部材には前記ハウジングの内底面と対向する面に良導電性材料からなるめっき層が設けられており、かつ、前記第２反転ばねには周縁部から外方へ突出する突片部が設けられており、前記ハウジングには前記突片部と係合して前記第２反転ばねの回転を規制するストッパ部が設けられている構成とした。

このように構成されたスイッチ装置は、円椀状の反転ばねからなる可動接点部材上に第２反転ばねを積層配置することによって操作力を高めているが、この第２反転ばねが外方へ突出する突片部を有し、第２反転ばねに回転力が作用すると該突片部がハウジングのストッパ部と係合して位置規制されるようになっているため、押下操作時に弾性変形するステムから回転力を付与されても第２反転ばねが自由に回転することはない。したがって、回り止め用の粘着シートを使用しなくても、第２反転ばねに連動して可動接点部材がハウジングの内底面上で頻繁に回転するという現象は発生せず、それゆえ可動接点部材のめっき層が剥がれて導通不良や短絡事故を招来する虞がなくなって、長期に亘り高信頼性が維持できる。また、第２反転ばねの周縁部から外方へ突出する突片部は、わざわざ折曲加工しなくても外側固定接点に対して非接触に保つことが可能なため、製造段階で該突片部を容易に形成することができる。

上記の構成において、外側固定接点がインサート成形加工によってハウジングに固定されている場合、インサート成形時に金型のシール部で外側固定接点を完全に覆うという樹脂かぶり防止策が講じられる関係上、成形後のハウジングには外側固定接点の近傍に該シール部の輪郭に沿った立壁部が形成されるため、この立壁部をストッパ部として利用すると共に、第２反転ばねの周縁部で外側固定接点と対応する箇所から突片部が外方へ突出するようにしておけば、ハウジングに専用のストッパ部を設ける必要がなくなり、スイッチ装置の低コスト化や小型化が図りやすくなる。

本発明のスイッチ装置は、円椀状の反転ばねからなる可動接点部材または該可動接点部材上に積層配置した略同形の第２反転ばねに、その周縁部から外方へ突出する突片部を設け、可動接点部材や第２反転ばねに回転力が作用すると、該突片部がハウジングのストッパ部と係合して位置規制されるように構成してあるため、押下操作時に弾性変形するステムから回転力を付与されても可動接点部材がハウジングの内底面上で頻繁に回転するという現象は起こらなくなる。それゆえ、ステムをゴム等の弾性材料にて形成しているスイッチ装置において、可動接点部材のめっき層が剥がれて導通不良や短絡事故を招来する虞がなくなって長期に亘り高信頼性を維持することができ、回り止め用の粘着シートも不要であるためコストアップを回避できる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るスイッチ装置の分解斜視図、図２は該スイッチ装置の非操作時の断面図、図３は該スイッチ装置の押下操作時の断面図、図４は該スイッチ装置の接点構造を示す平面図、図５は該スイッチ装置に組み込まれた第２反転ばねを示す平面図、図６は該スイッチ装置に組み込まれた可動接点部材を示す平面図、図７は該スイッチ装置のハウジングを示す平面図である。

これらの図に示すスイッチ装置１は、樹脂モールド品であるハウジング２と、ハウジング２の内底面の離隔した位置に配設された中央固定接点３および一対の外側固定接点４と、中央固定接点３から導出されてハウジング２の両側面に露出する一対の端子５と、外側固定接点４から導出されてハウジング２の両側面に露出する一対の端子６と、ハウジング２の内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材７と、突片部８ａを有して可動接点部材７上に積層配置された円椀状の第２反転ばね８と、鍔部９ａやステム９ｂを有して第２反転ばね８上に搭載された弾性ゴムからなる駆動体９と、ハウジング２の上端面に取り付けられて駆動体９の脱落を防止している金属カバー１０とによって主に構成されている。

ハウジング２は、金型内に一対の金属板をインサートして成形された有底箱形の樹脂モールド品であって、一方の金属板の露出部分が中央固定接点３および端子５となり、他方の金属板の露出部分が外側固定接点４および端子６となっている（図７参照）。中央固定接点３はハウジング２の内底面の略中央に露出しており、この中央固定接点３から等距離離れた該内底面上の２箇所に外側固定接点４が露出している。ハウジング２には各外側固定接点４の近傍に立壁部２ａが形成されており、この立壁部２ａはインサート成形時に樹脂かぶりを防止するために外側固定接点４を覆う金型のシール部（図示せず）の輪郭に沿った平面視凹状の壁面を有している。この立壁部２ａは突片部８ａと係合して第２反転ばね８の回転を規制するストッパ部として機能する。また、ハウジング２の上端面の四隅には、金属カバー１０をかしめ固定するためのかしめ部２ｂが突設されている。

可動接点部材７は、ステンレス等の金属薄板を円椀状に絞り加工して形成された反転ばねであって、中央部（頂部）が所定量押下されると座屈反転してクリック感を生起する。この可動接点部材７の周縁部の１８０度離れた２箇所は一対の外側固定接点４上に位置して常時接触しており、可動接点部材７の中央部は下方に露出する中央固定接点３と接離可能に対向している。なお、この可動接点部材７にはハウジング２の内底面と対向する側の面に、導通の信頼性を確保するために銀等の良導電性材料からなるめっき層が設けられている。

第２反転ばね８は操作力を高めるために可動接点部材７上に積層配置された円椀状の反転ばねであ。この第２反転ばね８は、可動接点部材７と略同形の円椀状にフォーミングされているが、周縁部の１８０度離れた２箇所に外方へ突出する突片部８ａが設けられている。図２と図４に示すように、各突片部８ａは外側固定接点４と対向する箇所に突設されており、第２反転ばね８に周方向へ回転する力が作用すると直ぐに突片部８ａが立壁部２ａに当接して位置規制されるようになっている。この第２反転ばね８には良導電性材料からなるめっき層は設けられていないが、第２反転ばね８の中央部が所定量押下されて座屈反転すると、可動接点部材７の中央部が一体的に反転して中央固定接点３に当接するようになっている。なお、図２と図３に示すように、第２反転ばね８の各突片部８ａは可動接点部材７に沿って延びているが、各突片部８ａと外側固定接点４とが接触する虞のない突出寸法に設定されている。

図２に示すように、弾性ゴムからなる駆動体９には、鍔部９ａの中央部から上向きに突出する操作釦９ｃと、鍔部９ａの底面中央部から下向きに突出するステム９ｂとが設けられており、ステム９ｂが第２反転ばね８の中央部上に押下可能に搭載されていると共に、鍔部９ａが金属カバー１０に規制されてハウジング２内からの脱落が防止されている。この駆動体９は、操作釦９ｃに対して押下操作力が加えられるとステム９ｂがハウジング２内を下降するので、ステム９ｂに付勢される第２反転ばね８および可動接点部材７の各中央部が座屈反転するようになっている。

金属カバー１０の四隅はハウジング２のかしめ部２ｂにかしめ固定されている。図２に示すように、この金属カバー１０は鍔部９ａの上方移動を規制して駆動体９の脱落を防止しており、金属カバー１０の中央部に設けられた貫通孔１０ａから駆動体９の操作釦９ｃが上方へ突出している。

上記の如くに構成されたスイッチ装置１は、図２の状態で操作釦９ｃが押下操作されて駆動体９が下降すると、第２反転ばね８および可動接点部材７の各中央部がステム９ｂに付勢されて座屈反転するため、図３に示すように、可動接点部材７の中央部が中央固定接点３に当接する。その結果、第２反転ばね８および可動接点部材７の反転時にクリック感が生起されると共に、可動接点部材７を介して中央固定接点３と外側固定接点４とが導通されて端子５，６からスイッチオン信号が出力されるようになっている。また、この状態で操作釦９ｃに対する押下操作力が除去されると、第２反転ばね８および可動接点部材７が元の形状に復帰するため、可動接点部材７の中央部が中央固定接点３から離れて図２の状態に戻り、中央固定接点３と外側固定接点４との導通が解除されるようになっている。

このように本実施形態例に係るスイッチ装置１は、駆動体９を押下操作するとステム９ｂが第２反転ばね８および可動接点部材７の各中央部を付勢して座屈反転させるようになっているが、図３に示すように、弾性ゴムからなるステム９ｂは押下操作時に弾性変形するため、このステム９ｂによって第２反転ばね８に周方向への回転力が作用しやすくなる。しかし、第２反転ばね８が回転し始めると直ぐに突片部８ａが立壁部２ａに当接して位置規制されるため、ハウジング２の内底面上で第２反転ばね８が自由に回転することはない。したがって、わざわざ回り止め用の粘着シートを使用しなくても、第２反転ばね８に連動して可動接点部材７がハウジング２の内底面上で頻繁に回転するという現象は発生せず、それゆえ可動接点部材７のめっき層が剥がれて導通不良や短絡事故を招来する虞がなくなり、長期に亘って高信頼性を維持することができる。また、回り止め用の粘着シートを使用する必要がないので、コストアップも回避できる。なお、第２反転ばね８の周縁部から外方へ突出する突片部８ａは折曲加工しなくても可動接点部材７の板厚内に収容でき外側固定接点４に対して非接触に保つことができるので、製造段階で各突片部８ａを容易に形成することができる。また、可動接点部材７上に略同形の第２反転ばね８が積層配置されていることから、このスイッチ装置１は小型化を損なわずに操作力を高めることができる。

なお、第２反転ばね８を位置規制するハウジング２の立壁部２ａは、前述したように外側固定接点４の樹脂かぶりを防止するために適用される金型のシール部によって形成されるものなので、第２反転ばね８の突片部８ａを位置規制するためにハウジング２の形状を複雑化する必要はなく、それゆえ本実施形態例に係るスイッチ装置１は、低コスト化や小型化が図りやすくなっている。

図８は本発明の第２実施形態例に係るスイッチ装置の非操作時の断面図、図９は該スイッチ装置に組み込まれた第２反転ばねを示す平面図、図１０は該スイッチ装置に組み込まれた可動接点部材を示す平面図、図１１は該可動接点部材の製造工程を示す説明図であって、図１〜図７と対応する部分には同一符号が付してあるため重複する説明は省略する。

図８〜図１０に示すスイッチ装置１１は、可動接点部材７の回転を抑えるための突片部が第２反転ばね８の代わりに可動接点部材７自身に設けられている点が、前述した第１実施形態例と異なっている。すなわち、図８と図１０に示すように、円椀状の反転ばねからなる可動接点部材７には、その周縁部で外側固定接点４上に配置される１８０度離れた２箇所からそれぞれ、折り曲げ部７ｂを経て外方（斜め上方）へ突出する突片部７ａが設けられており、可動接点部材７が周方向に回転すると直ぐに突片部７ａがハウジング２の立壁部２ａに当接して位置規制されるようになっている。図１１に示すように、この可動接点部材７は、送り孔２１を有するフープ材２０をプレス抜きして突片部７ａの曲げ加工や円椀状の絞り加工を行った後、連結桟２２から切り離すことによって連続的に製造することができる。なお、この突片部７ａを可動接点部材７の連結桟２２とは異なる外縁位置に設けることにより、突片部７ａの曲げ加工時に反転ばねの中心位置ずれを防止して操作感触のバラツキを低減できる。また、第２反転ばね８は可動接点部材７と略同形の円椀状にフォーミングされているが、この第２反転ばね８には突片部は設けられていない。

このように本実施形態例に係るスイッチ装置１１は、円椀状の反転ばねからなる可動接点部材７が外方へ突出する突片部７ａを有し、駆動体９のステム９ｂが第２反転ばね８を介して可動接点部材７に回転力を付与しても、突片部７ａがハウジング２の立壁部２ａ（ストッパ部）と係合して位置規制されるようになっているため、押下操作時に弾性変形するステム９ｂから回転力を付与されても可動接点部材７がハウジング２の内底面上で頻繁に回転するという現象は発生せず、それゆえ可動接点部材７に設けられている銀等のめっき層が剥がれて導通不良や短絡事故を招来する虞がなくなり、長期に亘って高信頼性を維持することができる。また、わざわざ回り止め用の粘着シートを使用する必要がないのでコストアップも回避できる。しかも、このスイッチ装置１１は、可動接点部材７の突片部７ａが折り曲げ部７ｂを経て外方へ突出させてあるため、可動接点部材７のエッジ部が外側固定接点４に当接した場合に懸念される該外側固定接点４の損傷が回避されていると共に、突片部７ａに押下操作力が集中した場合に懸念されるばね特性や寿命の劣化が回避されている。なお、第２反転ばね８にはめっき層を設ける必要がないので、可動接点部材７上で第２反転ばね８が回転しても信頼性が損なわれることはない。

なお、上記第２実施形態例では、可動接点部材７上に略同形の第２反転ばね８を積層配置することによって操作力を高めた場合について説明しているが、可動接点部材７は突片部７ａを立壁部２ａに係合させることによって回転が規制されるので、操作力を特に高める必要がない場合には、第２反転ばね８を省略した構成にしても良い。

本発明の第１実施形態例に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 該スイッチ装置の非操作時の断面図である。 該スイッチ装置の押下操作時の断面図である。 該スイッチ装置の接点構造を示す平面図である。 該スイッチ装置に組み込まれた第２反転ばねの平面図である。 該スイッチ装置に組み込まれた可動接点部材の平面図である。 該スイッチ装置のハウジングを示す平面図である。 本発明の第２実施形態例に係るスイッチ装置の非操作時の断面図である。 該スイッチ装置に組み込まれた第２反転ばねの平面図である。 該スイッチ装置に組み込まれた可動接点部材の平面図である。 図１０の可動接点部材の製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１，１１ スイッチ装置
２ ハウジング
２ａ 立壁部（ストッパ部）
３ 中央固定接点
４ 外側固定接点
７ 可動接点部材
７ａ 突片部
８ 第２反転ばね
８ａ 突片部
９ 駆動体
９ａ 鍔部
９ｂ ステム
９ｃ 操作釦
１０ 金属カバー

Claims (5)

1. 有底箱形のハウジングと、このハウジングの内底面の離隔した位置に配設された中央固定接点および外側固定接点と、中央部を前記中央固定接点と接離可能に対向させて周縁部を前記外側固定接点に常時接触させた状態で前記ハウジングの内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材と、この可動接点部材の中央部上に押下可能に配置された弾性材料からなるステムとを備え、
   前記可動接点部材には、前記ハウジングの内底面と対向する面に良導電性材料からなるめっき層が設けられていると共に、周縁部から折り曲げ部を経て外方へ突出する突片部が設けられており、かつ、前記ハウジングには前記突片部と係合して前記可動接点部材の回転を規制するストッパ部が設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１の記載において、前記外側固定接点がインサート成形加工によって前記ハウジングに固定されていると共に、前記可動接点部材の周縁部で前記外側固定接点と対応する箇所から前記突片部が外方へ突出していることを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項１または２の記載において、前記可動接点部材と略同形で該可動接点部材上に積層配置された別の反転ばねを備え、この反転ばねの中央部上に前記ステムを配置させたことを特徴とするスイッチ装置。
4. 有底箱形のハウジングと、このハウジングの内底面の離隔した位置に配設された中央固定接点および外側固定接点と、中央部を前記中央固定接点と接離可能に対向させて周縁部を前記外側固定接点に常時接触させた状態で前記ハウジングの内底面上に搭載された円椀状の反転ばねからなる可動接点部材と、この可動接点部材と略同形で該可動接点部材上に積層配置された第２反転ばねと、この第２反転ばねの中央部上に押下可能に配置された弾性材料からなるステムとを備え、
   前記可動接点部材には前記ハウジングの内底面と対向する面に良導電性材料からなるめっき層が設けられており、かつ、前記第２反転ばねには周縁部から外方へ突出する突片部が設けられており、前記ハウジングには前記突片部と係合して前記第２反転ばねの回転を規制するストッパ部が設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
5. 請求項４の記載において、前記外側固定接点がインサート成形加工によって前記ハウジングに固定されていると共に、前記第２反転ばねの周縁部で前記外側固定接点と対応する箇所から前記突片部が外方へ突出していることを特徴とするスイッチ装置。

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