JP2008123733A

JP2008123733A - 可動接点

Info

Publication number: JP2008123733A
Application number: JP2006303626A
Authority: JP
Inventors: Minoru Karaki; 稔唐木; Akira Kamie; 章上江; Nobumasa Nakao; 信正中尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: US20080210534A1; JP4788576B2; US7622690B2; CN101178983A; CN101178983B

Abstract

【課題】携帯電話等の電子機器に使用される可動接点付シートなどに使用される可動接点に関し、小型化しても必要な押し力や良好なクリック感触が得られるものを提供することを目的とする。
【解決手段】上面視円形の外周縁が傾斜面となった円錐状周縁部２１で、この円錐状周縁部２１に囲まれた部分が上方に膨らんだ球面状部２２となり、上記円形の中心線に対称に両端部を平行な直線で切り欠き、この切り欠かれた直線状縁部２３と円形の縁部との交点部を円弧状に面取りして円弧状角部２４とした略小判形状に形成した構成のものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器の操作部に使用される可動接点付シートなどに用いられる可動接点に関するものである。

近年、携帯電話をはじめとする移動体通信機器などの電子機器の小型化への進展は著しく、これらの操作部におけるスイッチ装置を構成する際に用いられる可動接点付シートも高感触・高寿命を維持しつつ小型化が要求されている。

このような従来の可動接点付シートに用いられる可動接点としては、図１１〜図１２に示すものが提案されており、その可動接点について同図を用いて以下に説明する。

図１１は従来の可動接点の断面図、図１２は同平面図である。

同図に示すように、可動接点１は、中央が上方に突出した側面視略アーチ状で、上面視では円形外形の両端を平行に切り欠いた長尺状の形状に形成されている。

この可動接点１は、弾性薄板金属から、プレス金型を用いて順次打ち抜き加工や曲げ加工を施して、上記形状に形成されている。

そして、その使用状態においては、中央部分に押圧力を加えていき、所定の押圧力（押し力）を超えると節度感触（クリック感触）を伴いつつ上記中央部分が下方に膨らんだ状態に弾性反転動作し、その押圧力を除いていき、所定の押圧力（戻り力）より小さくなるとクリック感触を伴いつつ自らの弾性復帰力によって元の形状に自己復元するものである。

上記形状の可動接点１は、円形の外形が平行に切り欠かれた平行部分を有しているために、複数個を並べて使用する際には、配置効率がよいものにできるものであった。

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２００５−７１７８３号公報

しかしながら上記従来の可動接点１においては、長尺状の形状であるため、配置効率がいい反面、近年の機器の小型化に伴い可動接点１自身も外形の小さいものを要求され、その幅を狭く設定しすぎると押し力が低くなったりクリック感触が弱くなったりして実使用上では使用できないものになってしまうこともあると推察できるものであった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、必要な押し力や良好なクリック感触が得られる細幅形状に形成された可動接点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。

本発明は、操作時の押し力（Ｐ１）と戻り力（Ｐ２）の関係を示す（（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１）、いわゆるクリック率が少なくとも４０％以上になるように、弾性薄板金属に対し、下方開口の球面状で、上面視円形の中心線に対称に両端部を平行な直線で切り欠き、上記切り欠かれた直線状縁部と円形の縁部との交点部を円弧状に面取りした略小判形状に形成したものとするものである。好ましくは、円形の外径寸法（φＤ）に対する、両端部を切り欠いた直線の平行間隔（Ｗ）の割合（Ｗ／Ｄ）が、６２％以上で、かつ、角部の面取りの半径（Ｒ）が、０．８〜１．２ｍｍ、長手方向外周の傾斜角度が、８度〜２０度であるものとするものである。これであれば、必要な押し力がその幅設定と傾斜角度により得られ、また略小判形状をなすよう直線状縁部と円形の縁部との交点部となる角部を円弧状に面取りしたものとすることによりクリック感触が向上する作用を呈し、反転動作時の挙動が安定した大きいもの、つまり小さい幅設定としたにも拘らず動作感触の良好なものを得ることができる。

以上のように本発明によれば、必要とする押し力やクリック感触などが得られる細幅で略小判形状に形成された可動接点を得ることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明による可動接点の実施の形態について、図１〜図１０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可動接点の平面図、図２は同側面図である。

図１、図２に示すように、２０は弾性薄板金属からなる可動接点で、中央が上方に突出した側面視略アーチ状とされ、上面視円形の中心線から等距離で平行に両端部それぞれが直線で切り欠かれ、この直線で切り欠かれて形成された直線状縁部２３と上面視円形の縁部との交点部となる四つの角部が円弧状に面取りされた円弧状角部２４となされて略小判形状のものに形成されている。そして、その長手方向の円弧状の外周縁が側面視傾斜面となった円錐状周縁部２１で、この円錐状周縁部２１に挟まれた中間部分が上方に膨らんだ球面状部２２となっている。

そして、この可動接点２０の使用状態としては、上記球面状部２２上面に押圧力を加えていき、所定の押し力を超えるとクリック感触を伴いつつ上記球面状部２２が下方に膨らんだ状態に弾性反転動作し、次にその押圧力を除いていき、所定の戻り力より小さくなるとクリック感触を伴いつつ自らの弾性復帰力によって元の上方に膨らんだ球面形状に自己復元するものである。

次に、この可動接点２０の複数個を絶縁フィルム下面の所定位置に保持した可動接点付シート、所謂、可動接点体１０について説明する。

図３は本実施の形態による可動接点を使用した可動接点体の断面図、図４は同可動接点体の分解斜視図、図５は同可動接点体を用いた操作パネルの断面図である。

なお、各断面図における切断方向は、可動接点２０の長手方向であり、可動接点２０の厚みは、わかり易さのために実際よりも厚く作図している。

図３、図４に示すように本実施の形態による可動接点を使用した可動接点体１０は、ＰＥＴ樹脂などからなる絶縁樹脂フィルム製のベースシート１１の下面に所定パターンで形成された粘着層１２により、複数の可動接点２０の球面状部２２上面を個々に粘着保持して構成されている。

そして、図５に示すように、上面に一対の固定接点１３（１３Ａ，１３Ｂ）が複数個所定の位置に配設された配線基板１４の上面に、上記可動接点体１０の各可動接点２０が上記複数個の一対の固定接点１３（１３Ａ，１３Ｂ）の位置に対応するように、ベースシート１１下面の粘着層１２により貼付されている。そして、可動接点２０の長手方向円弧状の円錐状周縁部２１下端が固定接点１３Ａに常接し、球面状部２２中央が固定接点１３Ｂと間隔を空けて対峙した状態となって、これら各可動接点２０それぞれと一対の固定接点１３（１３Ａ，１３Ｂ）とにより個々のスイッチが複数個構成されている。

また、電子機器の操作ボタン１５が可動接点２０の中央部に対応する上方位置に上下動可能に配置されており、指などにより操作ボタン１５が押圧操作されると、ベースシート１１を介して可動接点２０の球面状部２２にその力が加わり、所定の大きさを超えると球面状部２２が弾性反転動作して対峙した固定接点１３Ｂと接触し、可動接点２０を介して一対の固定接点１３（１３Ａ，１３Ｂ）間が電気的に接続されたオン状態となり、その力を除くと可動接点２０が元の形状に自己復元して図５に示す一対の固定接点１３間がオフ状態である通常状態に戻るものである。

そして、以上のように可動接点体１０として上記可動接点２０を用いた構成とすると、可動接点２０間を狭くすることができるので、電子機器の小型化を図ることや、可動接点２０間に配線基板１４の配線路を増加させることが可能となり、電子機器の回路設計自由度を高くすることができる。

なお、当該可動接点２０は、上記可動接点体１０を構成する際に用いる以外に、図示はしないが、上面開口の内底面に一対の固定接点を備えた基体の上記開口部内に上記固定接点間を接離可能なように上記可動接点２０を収容させ、上記開口部を可撓性のカバー部材で塞ぐ、または可動接点２０上に押圧操作可能に操作部材を配して上記開口部をカバー部材で塞いだ構成の細幅の個体スイッチとしても良い。このときも、可動接点２０の円錐状周縁部２１下端を一方の固定接点上に常接載置させておく構成とするとアース対策なども容易にとれるものにできて好ましい。

次に、以上のような種々のスイッチ態様に用いられる可動接点２０について、この可動接点２０の上面視円形部の外径寸法（φＤ）に対する、両端部を切り欠いた平行線の間隔（Ｗ）の割合（Ｗ／Ｄ）（以下、サイド幅率と言う）や円弧状角部２４の円弧状面取りの半径寸法（Ｒ）（以下、円弧状寸法と言う）および外周縁部の加工後の円錐状周縁部２１の傾斜角部（θ）が押し力やクリック感触に及ぼす影響を評価した内容を説明する。なお、今回の評価に際して、各種評価用試料の弾性薄板金属として、ＪＩＳＧ４３１３のばね用ステンレス鋼帯ＳＵＳ３０１、板厚０．０６５ｍｍを用い、外径寸法（φＤ）は、φ５ｍｍで実施した。

まず、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）は、５２％から７８％の間で変化させ、円錐状周縁部２１の傾斜角度（θ）については、５度から２７度の間で変化させ、円弧状寸法（Ｒ）については、０．２ｍｍから１．３ｍｍの間で変化させたものを作製した。

そして、これらの可動接点２０をφ１．５ｍｍのアルミニウム製円柱の押し棒を用いて押圧操作し、押し力とクリック感触についての確認を行った。すなわち、上記押し棒のφ１．５ｍｍの端部で可動接点２０の球面状部２２の中央部分を押圧操作して、弾性反転する際の押圧力（押し力）と、押圧を解除していき弾性復帰する際の押圧力（戻り力）を確認した。そして、クリック感触としては、押し力（Ｐ１）から戻り力（Ｐ２）を差し引いた値（Ｐ１−Ｐ２）を押し力（Ｐ１）で割った比率であるクリック率（（（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１）×１００％）で評価した。

図６に、傾斜角度（θ）を１５度、円弧状寸法（Ｒ）を０．９ｍｍとした状態におけるサイド幅率（Ｗ／Ｄ）とクリック率との関係をまとめ、図７に、図６と同条件下におけるサイド幅率（Ｗ／Ｄ）と押圧力（単位：Ｎ）との関係をまとめた。

そして、図８に、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６５％で、円弧状寸法（Ｒ）が０．９ｍｍとした状態における傾斜角度（θ）と押し力（Ｐ１：単位Ｎ）の関係をまとめ、図９に、図８と同条件下における円錐状周縁部２１の傾斜角度（θ）とクリック率の関係をまとめた。

さらに、図１０には、傾斜角度（θ）を１５度でサイド幅率（Ｗ／Ｄ）を６０％、６２％、６４％の３種類に変化させた際の円弧状寸法（Ｒ）とクリック率の関係をまとめた。

まず、図６に示すように、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６２％以上であると、クリック率は４０％以上の値を示し、７０％以上ではクリック率はほぼ５０％で安定状態となる。しかし、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６２％未満であるとクリック率は４０％より急激に低くなりクリック感触が鈍くなって歯切れ感のないものとなった。

これらの要因としては、図７に示すように、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が小さくなるとともに押し力（Ｐ１）も戻り力（Ｐ２）も線形的に低下するが、戻り力（Ｐ２）の方が低下する割合が小さいため、押し力（Ｐ１）と戻り力（Ｐ２）の差が小さくなってクリック率が低下し、クリック感触が鈍くなったものである。

このクリック率は、４０％以上であれば良好なクリック感触として感じられるが、押し力と戻り力の差が小さい場合には節度感が弱くなり歯切れ感がないものになるため、使用状態で好まれない感触となる。また、６５％を超えると、逆に押し力（Ｐ１）と戻り力（Ｐ２）の差が大きいため、節度感は強く感じるが、押圧から押圧解除の操作を素早く行った際に、可動接点２０の弾性復帰が遅れた感触となる。つまり、可動接点２０の動作に追従性がない感触のものとなる。

従って、クリック率は、４０％以上であればクリック感触は良好であるが、上述した追従性までを配慮すると、好ましくは、４０％〜６５％の範囲であると軽快なクリック感触と併せて、押圧から押圧解除を素早く操作した際の可動接点２０の追従性も良好なものとなる。

また、電子機器に組み込まれた場合は、操作ボタンを介して操作されるために、操作感を確保する上で押し力（Ｐ１）は、１．５Ｎ〜２．０Ｎのものが主流を占めており、少なくとも１．０Ｎ以上のものが受け入れられている。

従って図６、図７から明らかなように、傾斜角度（θ）が１５度、円弧状寸法（Ｒ）が０．９ｍｍである場合には、押し力（Ｐ１）が１．０Ｎ以上、クリック率が４０％以上の可動接点２０とするために、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６２％以上のものにすればよいことが分かった。このサイド幅率を確保すれば、必要な押し力とクリック感触を確保し、かつ細幅の略小判形状の可動接点２０とできるので、小型化を図ることができる。

次に、図８に示すように、円錐状周縁部２１の傾斜角度（θ）を変化させた場合は、傾斜角度（θ）に比例して押し力（Ｐ１）は大きくなるが、傾斜角度（θ）が８度未満であると、必要な押し力１．０Ｎ以上が確保できない。また、図９に示すように、傾斜角度（θ）とクリック率の関係は反比例の関係となっているため、クリック率４０％以上を確保するには、傾斜角度（θ）は２０度以下にする必要がある。

つまり、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６５％で、円弧状寸法（Ｒ）が０．９ｍｍであれば、必要な押し力（Ｐ１）とクリック率を満足させるには、傾斜角度（θ）は８度〜２０度であると良い。

さらに、図１０に示すように、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６０％、６２％、６４％の３種類すべての試料において、円弧状角部２４の円弧状寸法（Ｒ）を適度な大きさにすることにより、クリック率の上昇が見られた。

ここで、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）としては大きいもの、つまり小判形状の両端部の切り欠く寸法が小さい元の外径円形に近づくものの方がクリック率は良好な値を示し、さらに、同図からも明らかなように、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）の３種類すべてにおいて、円弧状寸法（Ｒ）がほぼ１．０ｍｍをピークとしてクリック率が大きな状態を示し、１．０ｍｍから離れるとクリック率が低下しているものとなった。

この結果を基に良好なクリック感触を確保しつつ細幅化を見極めると、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６０％の試料は、ピーク点でもクリック率が３６％となっており、円弧状の面取りを設けてもクリック感触の良好なものが得られないことが分かった。

そして、上記図６で良好な結果が得られたサイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６２％の試料についても、円弧状の面取りを設けないと４０％以上のクリック率が得られないことが分かり、その円弧状寸法（Ｒ）としては０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲でクリック率が４０％以上となり、この範囲で使用上必要な押し力とクリック率が得られ、かつ最も細幅の略小判形状の可動接点２０となることが分かった。

上記図１０の結果からすれば、略小判形状をなすように、角部に円弧状の面取りを所定の大きさで設けることで、サイド幅率（Ｗ／Ｄ）を小さくした際に低下するクリック率が補完される作用を呈すると推察される。

なお、以上に詳述した傾向は、外径寸法（φＤ）がφ５ｍｍ以外のもの、例えば外径寸法（φＤ）がφ４ｍｍのものでも同様なものとなった。

以上に説明したように本実施の形態によれば、細幅で略小判形状に形成された可動接点の円形の外径寸法（φＤ）に対する、両端部を切り欠いた平行線の間隔（Ｗ）の割合であるサイド幅率（Ｗ／Ｄ）を６２％以上とし、かつ、四つの角部の円弧状寸法（Ｒ）を０．８ｍｍ〜１．２ｍｍ、円錐状周縁部の傾斜角度（θ）を８度〜２０度に特定することにより、必要とする押し力とクリック感触を確保しつつ小型化された可動接点を容易に実現することができる。

本発明による可動接点は、必要とする押し力やクリック感触が得られる細幅に形成された略小判形状の可動接点を得ることができるという有利な効果を有し、小型薄型化が必要な携帯電話等の電子機器に使用される可動接点付シートなどに使用される際等に有用である。

本発明の一実施の形態による可動接点の平面図同側面図同可動接点を使用した可動接点体の断面図同可動接点体の分解斜視図同可動接点体を用いた操作パネルの断面図傾斜角度（θ）を１５度、円弧状寸法（Ｒ）を０．９ｍｍとした状態におけるサイド幅率（Ｗ／Ｄ）とクリック率との関係をまとめた図同サイド幅率（Ｗ／Ｄ）と押圧力との関係をまとめた図サイド幅率（Ｗ／Ｄ）が６５％で、円弧状寸法（Ｒ）が０．９ｍｍとした状態における傾斜角度（θ）と押し力との関係をまとめた図同傾斜角度（θ）とクリック率との関係をまとめた図円錐状周縁部の傾斜角度（θ）が１５度におけるサイド幅率（Ｗ／Ｄ）を変化させた際の円弧状寸法（Ｒ）とクリック率との関係をまとめた図従来の可動接点の断面図同平面図

符号の説明

１０可動接点体
１１ベースシート
１２粘着層
１３，１３Ａ，１３Ｂ固定接点
１４配線基板
１５操作ボタン
２０可動接点
２１円錐状周縁部
２２球面状部
２３直線状縁部
２４円弧状角部

Claims

弾性薄板金属からなり、上面視円形の外周縁が傾斜面となった円錐状周縁部で、この円錐状周縁部に囲まれた部分が上方に膨らんだ球面状部となり、上記球面状部への押圧操作により上記球面状部が節度感を伴って下方突状に弾性反転し、上記押圧解除により元の上方に膨らんだ状態に弾性復帰する可動接点であって、上記円形の両端部が平行な直線で切り欠かれて中心線に対称な形状に形成されると共に、上記切り欠かれた直線状縁部と円形の縁部との交点部が円弧状に面取りされた略小判形状に形成され、上記押圧操作による弾性反転時の押圧力（Ｐ１）と弾性復帰時の押圧力（Ｐ２）との関係（（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１）が少なくとも４０％以上になるように設定されている可動接点。
外径寸法（φＤ）に対する、両端部を切り欠いた直線の平行間隔（Ｗ）の割合（Ｗ／Ｄ）が、６２％以上で、かつ、円弧状の面取りの半径（Ｒ）が、０．８〜１．２ｍｍ、円錐状周縁部の傾斜角度が、８度〜２０度である請求項１記載の可動接点。