JP2010218911A - スイッチ用可動接点およびスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反転時のクリック感触を明確にすると共に、押圧位置が中心から外れた場合の固定接点との接触性を向上させることができるスイッチ用可動接点およびスイッチ装置を提供すること。
【解決手段】押圧により反転可能なドーム部１６と、ドーム部１６の中心を囲うようにドーム部１６から外部に向けて突出する環状突部１７とを有し、環状突部１７は、ドーム部１６の中心から半径方向の外側に位置する外周面１７ａがドーム部１６から略直角に立ち上がるように形成され、環状突部１７の周辺の剛性を高めるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、スイッチ用可動接点およびスイッチ装置に関し、特に、携帯電話などの小型の電子機器に組み込まれるスイッチ用可動接点およびスイッチ装置に関する。

従来、スイッチ装置に用いられるスイッチ用可動接点として、ドーム状に形成されたドーム部に突部が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスイッチ用可動接点は、ドーム部の中央にドーム内に向けて凹状に湾曲した内方突部が形成されると共に、内方突部の周囲にドーム外に向けて凸状に湾曲した環状の外方突部が形成されている。そして、スイッチ用可動接点に荷重が加えられると、ドーム外に突出した外方突部を介してドーム内に突出した内方突部に荷重が集中され、内方突部が下方に位置する固定接点に強く接触される。

特開２００４−５５２３５号公報

しかしながら、上記したような従来のスイッチ用可動接点においては、凹凸状の曲面を形成するように内方突部および外方突部が設けられているため、反転時の剛性が十分に得られず、反転時のクリック感触が明確にならないおそれがあった。すなわち、スイッチ用可動接点は、半径方向の外側から中心に向かって徐々に撓むことによって変位するため、剛性の低い外方突部の湾曲部分も撓み、その分の反転動作が緩やかになっていた。

また、従来のスイッチ用可動接点においては、中心から外れた位置が押圧された場合に、反転形状が悪くなり、スイッチ用可動接点の中央部分と固定接点との接触性が悪化するおそれがあった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、反転時のクリック感触を明確にすると共に、押圧位置が中心から外れた場合の固定接点との接触性を向上させることができるスイッチ用可動接点およびスイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明のスイッチ用可動接点は、押圧により反転可能なドーム部と、前記ドーム部の中心を囲うように前記ドーム部から突出する突部とを有し、前記突部は、前記ドーム部の中心から半径方向の外側に位置する外側面が、前記ドーム部から略直角に立ち上がることを特徴とする。

この構成によれば、ドーム部の中心から半径方向の外側に位置する突部の外側面が略直角に立ち上がっているため、突部の外側面の周辺の剛性を高めることができる。よって、反転時にドーム部が半径方向の外側から中心に向かって徐々に撓むのが突部の外側面の周辺において抑制されるため、反転動作を鋭くして、クリック感触を明確にすることができる。また、突部と突部に囲まれた部分が撓むことなく一体的に反転するため、中心から外れた位置が押圧された場合でも、良好な反転形状を得ることができ、固定接点との接触性を向上させることができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記突部は、前記ドーム部の中心から半径方向の内側に位置する内側面が、前記ドーム部から略直角に立ち上がることを特徴とする。

この構成によれば、突部の周辺部分の剛性をさらに高めて、クリック感触をより明確にすることができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記突部を環状に突出させて形成することができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記突部は、前記ドーム部の外部に突出し、前記突部の突出端面は、略平坦に形成され、前記ドーム部を反転させる操作部材により押圧されることを特徴とする。

この構成によれば、操作部材の押圧面が平坦に形成されている場合に、操作部材との接触面積を広くとることができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記ドーム部の前記突部に囲まれた部分から前記ドーム部の内部に向けて突出した複数の突起部を有することを特徴とする。

この構成によれば、ドーム部の反転時に接触される固定接点の一部に塵埃が付着していても、いずれかの突起部が固定接点に接触されるため、固定接点との接触性を向上させることができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記ドーム部の前記突部に囲まれた部分が略平坦に形成され、前記複数の突起部の突出長が略同一であることを特徴とする。

この構成によれば、複数の突起部の突出端が固定接点に対して平行な水平面内に位置した状態で、固定接点に対して平行に離間／接近されるため、固定接点との接触性をさらに向上させることができる。

また本発明は、上記スイッチ用可動接点において、前記突部は、ハーフパンチ加工により形成されることを特徴とする。

この構成によれば、突部の側面に丸みを付けることなく、ドーム部から略直角に立ち上げることができる。

本発明のスイッチ装置は、上記したスイッチ用可動接点と、前記スイッチ用可動接点が配置され、前記ドーム部に離接される固定接点を有するスイッチ基台とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、スイッチ押圧時のクリック感触を明確にすると共に、スイッチの切り換えを確実に行うことができる。

本発明によれば、反転時のクリック感触を明確にすると共に、押圧位置が中心から外れた場合の固定接点との接触性を向上させることができる。

本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、スイッチ装置の斜視図である。 本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、スイッチ装置の分解斜視図である。 本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、可動接点の平面図である。 本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、可動接点の反転動作の説明図である。 本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、可動接点の荷重−変位曲線を示す図である。 本発明に係るスイッチ用可動接点の実施の形態を示す図であり、可動接点の中心から外れた位置を押圧された場合の反転状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明を携帯電話に組み込まれるスイッチ装置に適用する場合について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る可動接点の適用対象については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１および図２を参照して、スイッチ装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の分解斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係るスイッチ装置１は、図示しない携帯電話の筐体内に組み込まれるものであり、複数の固定接点５を有する回路基板２と、回路基板２の各固定接点５に配置される複数の可動接点３と、各可動接点３を保持する保持シート４から構成されている。また、携帯電話の筐体には、回路基板２に対向するように図示しない操作パネルが設けられており、この操作パネルには固定接点５のそれぞれに対向するように複数の操作キー９（図４参照）が配置されている。

回路基板２は、絶縁性材料により上面視略矩形の板状に形成されており、上面には複数の固定接点５および図示しない導体パターンが形成されている。複数の固定接点５は、それぞれ環状の周辺固定接点７と、周辺固定接点７の中央に位置する円形状の中央固定接点８とから構成され、周辺固定接点７および中央固定接点８は導体パターンを介して図示しない制御部に接続されている。

各可動接点３は、例えば導電性のある金属板などの導電性材料によりドーム状に形成された反転バネであり、膨出方向を上方に向けて周辺固定接点７上に載置される。各可動接点３の中央部は、中央固定接点８の真上に位置しており、各可動接点３の反転時に中央固定接点８と接触可能に構成されている。したがって、各可動接点３が押圧操作により反転すると、中央固定接点８と周辺固定接点７とが各可動接点３を介して導通する。なお、可動接点３の詳細構成については後述する。

保持シート４は、絶縁性材料により上面視矩形のフィルム状に形成されており、複数の固定接点５に対応する位置に上方に向かってドーム状に膨出する複数の膨出部１１が形成されている。各膨出部１１の下面は、各可動接点３の曲率に近い曲率で窪んでおり、この窪みに可動接点３が保持される。また、保持シート４の下面には、全体的に接着剤が塗布されており、この接着剤により可動接点３を保持した状態で回路基板２の上面に貼着される。

このように、保持シート４の各膨出部１１に各可動接点３が保持された状態で、回路基板２に貼着されるため、各可動接点３が固定接点５に対して前後左右に位置決めされると共に、保持シート４に可動接点３が被覆されて塵埃等の侵入が防止される。

図３を参照して、可動接点について詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る可動接点の平面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図３に示すように、可動接点３は、外周縁部から所定の角度で半径方向の内側に向かって立ち上がるスカート部１５と、スカート部１５に連なりドーム状に膨出したドーム部１６とを有している。ドーム部１６の中心から半径方向に離間した位置には、ドーム部１６の中心を囲むように上方に突出した環状突部１７が形成され、ドーム部１６の環状突部１７に囲まれた円形領域１９には、ドーム内に向けて突出する複数の突起部１８（本実施形態においては３つ）が形成されている。

環状突部１７は、ハーフパンチ加工によりドーム部１６の厚みを超えない厚み、より具体的には、ドーム部１６の厚みの略４分の３となるような厚みで突出され、外周面１７ａおよび内周面１７ｂがドーム部１６の上面から略直角に立ち上がるように形成されている。このように、環状突部１７の外周面１７ａおよび内周面１７ｂが湾曲したドーム部１６の上面から略直角に立ち上がるため、環状突部１７の周辺における撓みに対する剛性が高まり、反転時のクリック感触が調整される。

また、環状突部１７は、ハーフパンチ加工により形成されているため、立ち上がり部分においてドーム部１６との間に丸みを形成することなく、外周面１７ａおよび内周面１７ｂをドーム部１６の上面から略直角に立ち上げることが可能となる。環状突部１７の突出端面は、操作キー９に押圧される部分であり、操作キー９の押圧面と同様に平坦に形成され、操作キー９との接触面積が広くとられている。

複数の突起部１８は、ドーム部１６の中心を囲むように３箇所に形成されており、ドーム部１６の反転時に中央固定接点８に接触可能に構成されている。このように、可動接点３は、中央固定接点８に対して３点で接触されるため、中央固定接点８上に塵埃等が付着した場合であっても、確実に中央固定接点８に接触することが可能となる。

この場合、環状突部１７に囲まれた円形領域１９は平坦に形成され、この平坦に形成された円形領域１９からの各突起部１８の突出長が同一に形成されているため、各突起部１８の突出端は中央固定接点８に平行な水平面内に位置される。よって、複数の突起部１８の突出端が、中央固定接点８に対して平行に離間／接近されるので、可動接点３と中央固定接点８との接触性が向上される。

図４および図５を参照して、可動接点の反転動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る可動接点の反転動作の説明図である。図５は、本発明の実施の形態に係る可動接点の荷重−変位曲線を示す図である。なお、図５においては、実線Ｗ１が本実施の形態に係る可動接点の荷重−変位曲線であり、破線Ｗ２が本実施の形態における可動接点から環状突部を除いた比較例に係る可動接点の荷重−変位曲線である。

図４（ａ）に示すように、操作キー９に押圧されていない初期状態においては、可動接点３の弾性力により保持シート４を介して操作キー９が上方に持ち上げられている。この場合、可動接点３の外周縁部が周辺固定接点７に接触し、複数の突起部１８が中央固定接点８から離間している。この初期状態から操作キー９が押圧されると、ドーム部１６の半径方向の外側から中心に向かって徐々に撓み始め、環状突部１７の周辺部分において撓みが抑制される。

さらに、可動接点３に加わる荷重が大きくなり所定の荷重以上になると、図４（ｂ）に示すように可動接点３が反転する。この場合、環状突部１７および円形領域１９は、撓むことなく一体的に反転する。可動接点３が反転すると、複数の突起部１８が中央固定接点８に接触され、中央固定接点８と周辺固定接点７とが可動接点３を介して導通される。

次に、図４に示す反転動作を図５の荷重−変位曲線を参照して説明する。実線Ｗ１に示すように、本実施の形態に係る可動接点３の場合、操作キー９が押圧されると、可動接点３に加わる荷重が徐々に増加して、変位Ｓ１でピーク荷重Ｐ_maxが得られる。さらに、操作キー９が押圧されると可動接点３が反転して可動接点３に加わる荷重が減少し、変位Ｓ２でボトム荷重Ｐ_minが得られる。

一方、破線Ｗ２に示すように、比較例に係る可動接点の場合、実線Ｗ１よりも緩やかな曲線を描き、変位Ｓ１よりも大きな変位Ｓ３でピーク荷重Ｐ_maxが得られ、変位Ｓ２よりも大きな変位Ｓ４でボトム荷重Ｐ_minが得られる。この場合、本実施の形態に係る可動接点３のピーク荷重Ｐ_maxまでの変位量が比較例に係る可動接点のピーク荷重Ｐ_maxまでの変位量よりも小さく、本実施の形態に係る可動接点３の反転時の変位量を示す変位Ｓ１と変位Ｓ２の差分が、比較例に係る可動接点の反転時の変位量を示す変位Ｓ３と変位Ｓ４との差分よりも小さくなっている。

このように、本実施の形態に係る可動接点３を用いた場合、比較例に係る可動接点を用いた場合よりも、ピーク荷重Ｐ_maxまでの荷重上昇を早くなり、短い変位量の間で反転するため、可動接点３の反転が鋭く、明確なクリック感触を得ることが可能となる。

これは、本実施の形態に係る可動接点３に形成された環状突部１７の外周面１７ａおよび内周面１７ｂが、ドーム部１６の表面から略直角に立ち上げられたため、環状突部１７の周辺部分の剛性が高くなり、環状突部１７および環状突部１７に囲まれた円形領域１９が撓むことなく一体的に反転するためである。特に、可動接点３は、半径方向の外側から中心に向かって徐々に撓み始めるため、環状突部１７の外周面１７ａをドーム部１６の表面に対し略直角したことで、可動接点３の撓みに対する剛性を大きく高めている。したがって、略直角とは、厳密に直角である必要はなく、環状突部１７の周辺部分の剛性が高くなり、環状突部１７および円形領域１９が撓むことなく一体的に反転させる角度であればよい。

上記したように、環状突部１７および円形領域１９が部分的に撓むことなく一体的に反転するため、図６に示すように、可動接点３の中心に対して操作キー９が位置ズレした状態で押圧操作が行われても、可動接点３の良好な反転形状が得られる。このとき、可動接点３は、複数の突起部１８の突出端を中央固定接点８に対して平行な水平面内に位置させた状態で中央固定接点８に接近させるため、中央固定接点８との接触性が向上される。

以上のように、本実施の形態に係る可動接点３によれば、ドーム部１６の中心から半径方向の外側に位置する環状突部１７の外周面１７ａが略直角に立ち上がっているため、環状突部１７の外周面１７ａの周辺の剛性を高めることが可能となる。よって、ドーム部１６が半径方向の外側から中心に向かって徐々に撓んで変位するのが環状突部１７の外周面１７ａの周辺において抑制されるため、反転動作を鋭くして、クリック感触を明確にすることが可能となる。また、環状突部１７と円形領域１９が部分的に撓むことなく一体的に反転するため、ドーム部１６の中心から外れた位置が押圧された場合でも、良好な反転形状を得ることができ、中央固定接点８との接触性を向上させることが可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、突部を環状に形成する構成としたが、この構成に限定されるものではない。可動接点の剛性を高めて、可動接点の中央部分を部分的に撓ませることなく一体的に変位させると共に、鋭いクリック感触が得られる構成であればどのような構成であってもよく、例えば、可動接点の中心を囲う環状領域に円弧状の突部を形成する構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、環状突部の外周面および内周面の両方ともドーム部の上面から略直角に立ち上がる構成としたが、少なくとも環状突部の外周面のみが略直角に立ち上がる構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、環状突部の周面全体がドーム部の上面から略直角に立ち上がる構成としたが、少なくとも環状突部の周面の一部がドーム部の上面に対して略直角であればよく、例えば、環状突部の周面の下半部だけがドーム部の上面に対して略直角であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、環状突部のドーム部の上面から上方（ドーム部の外部）に突出する構成としたが、ドーム部の下面から下方（ドーム部の内部）に突出させる構成としてもよい。このような構成にしても、本実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。

また、上記した実施の形態においては、環状突部の突出端面が略平坦に形成される構成としたが、この構成に限定されるものではない。操作キーからの荷重を可動接点に伝達可能な程度に接触面積を得られるものであればよく、環状突部の先端の形状はどのような形状でもよい。

また、上記した実施の形態においては、可動接点に中央固定接点に接触する複数の突起部を設ける構成としたが、この構成に限定されるものではない。可動接点に突起部を設けない構成としてもよいし、一つの突起部を設ける構成としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、ハーフパンチ加工により環状突部を突出させる構成としたが、環状突部をドーム部から略直角に立ち上げ可能な加工法であれば、この構成に限定されるものではない。

また、上記した実施の形態においては、保持シートにより回路基板に可動接点が保持されたスイッチ装置を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。本発明に係る可動接点を用いるスイッチ装置であれば、どのような構成でもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明は、反転時のクリック感触を明確にすると共に、押圧位置が中心から外れた場合の固定接点との接触性を向上させることができるという効果を有し、特に、携帯電話などの小型の電子機器に組み込まれるスイッチ用可動接点およびスイッチ装置に有用である。

１ スイッチ装置
２ 回路基板（スイッチ基台）
３ 可動接点（スイッチ用可動接点）
４ 保持シート
５ 固定接点
７ 周辺固定接点
８ 中央固定接点
９ 操作キー（操作部材）
１１ 膨出部
１５ スカート部
１６ ドーム部
１７ 環状突部（突部）
１７ａ 外周面（外側面）
１７ｂ 内周面（内側面）
１８ 突起部
１９ 円形領域

Claims (8)

1. 押圧により反転可能なドーム部と、
   前記ドーム部の中心を囲うように前記ドーム部から突出する突部とを有し、
   前記突部は、前記ドーム部の中心から半径方向の外側に位置する外側面が、前記ドーム部から略直角に立ち上がることを特徴とするスイッチ用可動接点。
2. 前記突部は、前記ドーム部の中心から半径方向の内側に位置する内側面が、前記ドーム部から略直角に立ち上がることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ用可動接点。
3. 前記突部が環状に突出したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイッチ用可動接点。
4. 前記突部は、前記ドーム部の外部に突出し、
   前記突部の突出端面は、略平坦に形成され、前記ドーム部を反転させる操作部材により押圧されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスイッチ用可動接点。
5. 前記ドーム部の前記突部に囲まれた部分から前記ドーム部の内部に向けて突出した複数の突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスイッチ用可動接点。
6. 前記ドーム部の前記突部に囲まれた部分が略平坦に形成され、前記複数の突起部の突出長が略同一であることを特徴とする請求項５に記載のスイッチ用可動接点。
7. 前記突部は、ハーフパンチ加工により形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のスイッチ用可動接点。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のスイッチ用可動接点と、前記スイッチ用可動接点が配置され、前記ドーム部に離接される固定接点を有するスイッチ基台とを備えたことを特徴とするスイッチ装置。

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