JP2011003306A - 押しボタンスイッチ - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数を減らすことができ、作業効率の向上を図れ、スイッチ操作の安定性も確保できる押しボタンスイッチを提供する。
【解決手段】押しボタンスイッチ1は、収納部を有するハウジング3と、接点片2を有し、固定接点部がハウジング3の底部に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片2Aと、ハウジング3の底部にインサート成形固定された可動接点片2Bと、屈伸可能な円形ドーム型のスカート部と、その内側中央に設けられた凸部と、を有するとともに、固定接点片2A及び可動接点片2B上に配置されて収納部内に収納されるラバースプリング5と、その上方に配置され、ハウジング3に対し昇降自在に設けられたボタン部6と、を備え、可動接点片2Bには、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有して構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、各種の小型電子機器を操作するスイッチとして用いられる押しボタンスイッチに関する。
従来の押しボタンスイッチの例として、下記の特許文献1に開示されたプッシュスイッチが知られている。このスイッチは、基板に固定された固定接点と、固定接点の上に設けられた可動接点と、可動接点の上に載せられた円錐形の弾性体と、弾性体の上に固定された操作体とを備えて構成されている。また、可動接点は金属薄板で成形され、円形リング状の外周部の中央に舌片部が設けられ、この舌片部が上方に切り起こされた形状を有している。そして、操作体を押圧すると弾性体の円錐形部が弾性変形し、弾性体の垂下部が可動接点の舌片部を下方に押し下げることにより、舌片部が固定接点に接触してスイッチが切り換わるようになっている。
このようなプッシュスイッチは単価が安いことから、製造コストを下げることが重要な課題となる。そのためには、部品点数を減らす、あるいは、作業効率を上げることが重要であるが、その一方においてスイッチ操作の安定性の確保、品質向上あるいは維持も図らねばならない。
特許第3890789号公報
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のプッシュスイッチに比して、部品点数を減らすことができ、作業効率の向上も図れ、その上、スイッチ操作の安定性も確保できる押しボタンスイッチを提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の押しボタンスイッチは、収納部を有するハウジングと、固定接点部を有し、固定接点部がハウジングの底部に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片と、固定接点片と離間してハウジングの底部にインサート成形固定された可動接点片と、屈伸可能な円形ドーム型のスカート部と、スカート部の内側中央に設けられた凸部と、を有するとともに、固定接点片及び可動接点片上に配置されて収納部内に収納されるラバースプリングと、ラバースプリングの上方に配置され、ハウジングに対し昇降自在に設けられたボタン部と、を備え、可動接点片には、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有しており、ボタン部を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリングが座屈変形するとともに凸部が降下して可動接点部を押し下げ、可動接点部と固定接点部とが接触し、一方、ボタン部の押圧を解除すると、弾性舌片及びラバースプリングが弾性復帰し通常状態に復帰することを特徴とする。
ハウジング内の底部にはラバースプリングを外側から支持する支持壁が設けられており、支持壁によってラバースプリングの半径方向の動きが規制され、ボタン部の押圧時にラバースプリングが垂直上向きに屈曲し、その屈曲部がボタン部の内側の空隙部に収容されるように構成されていてもよい。
本発明の押しボタンスイッチは、可動接点片も固定接点片もハウジングの底部にインサート成形固定するとともに、可動接点片には上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有するように構成した。このように可動接点片をハウジングの底部にインサート成形固定することにより、安定したスイッチ動作をすることが可能である。更に、弾性舌片を可動接点片に折り曲げ形成して設けたことにより組立て工数を削減することができ、その上、部品点数も削減することができ製造コストの削減を図ることができるといった効果を奏する。
本発明の押しボタンスイッチの全体構成図であり、(a)は同スイッチの上面図、(b)は同スイッチの正面図、(c)は同スイッチの裏面図、(d)は同スイッチの側面図、(e)は同図(a)のA−A線断面図、(f)は同図(a)のB−B線断面図。 接点片基材を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)はA−A線断面図、(d)はB−B線断面図。 接点片をハウジングにインサート成形固定する状態を説明するための上面図。 接点片がインサート成形固定されたハウジングを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は側面図、(e)は(a)のB−B線断面図、(g)は裏面図。 ボトムカバーを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図。 ラバースプリングを示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は(a)のA−A線断面図。 ボタン部を示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は裏面図、(e)は側面図。 押しボタンスイッチの組み立て工程を説明するための図。 押しボタンスイッチの動作状態を説明するための断面図であり、(a)は通常状態、(b)はスイッチ動作状態。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の押しボタンスイッチの全体構成図であり、(a)は同スイッチの上面図、(b)は同スイッチの正面図、(c)は同スイッチの裏面図、(d)は同スイッチの側面図、(e)は同図(a)のA−A線断面図、(f)は同図(a)のB−B線断面図、図2は接点片基材を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)はA−A線断面図、(d)はB−B線断面図、図3は接点片をハウジングにインサート成形固定する状態を説明するための上面図、図4は接点片がインサート成形固定されたハウジングを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は側面図、(e)は(a)のB−B線断面図、(g)は裏面図、図5はボトムカバーを示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は側面図、図6はラバースプリングを示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は(a)のA−A線断面図、図7はボタン部を示す図であり、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は(a)のA−A線断面図、(d)は裏面図、(e)は側面図、図8は押しボタンスイッチの組み立て工程を説明するための図、図9は押しボタンスイッチの動作状態を説明するための断面図であり、(a)は通常状態、(b)はスイッチ動作状態である。
図1に示すように、この押しボタンスイッチ1は、各種電子機器を操作する切換スイッチとして好適に用いられるものであって、主に、固定接点片2A及び可動接点片2Bからなる接点片2、ハウジング3、ボトムカバー4、ラバースプリング5及びボタン部6からなり、概略次のように構成されたスイッチである。
すなわち、押しボタンスイッチ1は、収納部31を有するハウジング3と、固定接点部21Aを有し、固定接点部21Aがハウジング3の底部32に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片2Aと、固定接点片2Aと離間してハウジング3の底部31にインサート成形固定された可動接点片2Bと、屈伸可能な円形ドーム型のスカート部51と、スカート部51の内側中央に設けられた凸部52と、を有するとともに、固定接点片2A及び可動接点片2B上に配置されて収納部31内に収納されるラバースプリング5と、ラバースプリング5の上方に配置され、ハウジング3に対し昇降自在に設けられたボタン部6と、を備えて構成されている。
また、可動接点片2Bには、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部21Aと離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部21Aと接触する可動接点部21Bが設けられた弾性舌片20Bを有しており、ボタン部6を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリング5が座屈変形するとともに凸部52が降下して可動接点部21Bを押し下げ、可動接点部21Bと固定接点部21Aとが接触し、一方、ボタン部6の押圧を解除すると、弾性舌片20B及びラバースプリング5が弾性復帰し通常状態に復帰するように構成されている。
平常時には、図9(a)のようにボタン部6がハウジング3から突出しており、一対の固定端子20,20間は導通しておらず押しボタンスイッチ1がOFFの状態である。一方、図9(b)のようにボタン部6を押し込むと一対の固定端子20,20間が導通して押しボタンスイッチスイッチ1がONに切り換わり、その力を解除するとボタン部6が元の位置に戻り、固定端子20,20間が切断されて押しボタンスイッチ1がOFFに切り換わる。また、この押しボタンスイッチ1は、ゴムからなるラバースプリング5を使用しているので、金属製の変形部品を有するスイッチに比べて操作ストロークが長く、しかも操作時にゴムの弾力によってソフトなフィードバック感触が得られるようになっている。以下、各部品の構造を詳細に説明する。
図2には、導電性を有する材料、例えば銅等からなる薄板金属板から打ち抜き加工された状態の接点片基材200が示されており、この接点片基材200の中に切り離す前の状態の接点片2が含まれている。すなわち、図2(a)に示すように、接点片基材200は、並行する2本のライン部201,201と、複数の接点片2,2,・・・と、接点片2とライブ部201のそれぞれとを接続する接続部202,203とからなり、後述するようにハウジング3へのインサート成形後、接続部202,202,203,203を切断することによりハウジング3の底部32にインサート成形固定される。
図2(b)に示すように、接点片2は、固定接点片2Aと可動接点片2Bとからなり、固定接点片2Aは、その左右に存する接続部202,202によりライン部201,201と接続されており、同様に、可動接点片2Bも接続部203,203によりライン部201,201と接続されているが、固定接点片2A及び可動接点片2B同士は接続されておらず離間している。
固定接点片2Aは、電気機器の回路パターンと接続するための端子であって折り曲げ加工されてなる固定端子20と、可動接点片2Bの可動接点部21Bとの接点部であって半球状にエンボス加工された固定接点部21A,21Aとからなり、位置決め用の円形孔22,22が形成されている。可動接点片2Bは、上記と同様の固定端子20及び位置決め用の円形孔22,22を有してなるとともに、180度折り曲げ形成されてその一端部側の可動接点部21Bが固定接点部21A,21A上方に位置するように、斜め上方に起こされてなる弾性舌片20Bが設けられている。
このように形成された固定接点片2A及び可動接点片2Bからなる接点片2は、図3に示すような態様で、インサート成形によりハウジング3の底部32にインサート成形固定される。この状態から接続部202,202,203,203を切断し、切断した部分を固定端子20として折り曲げ形成した状態が図4に示す、接点片2が底部32にインサート成形固定されたハウジング3である。
ハウジング3は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより、四方を外壁部34で囲まれた箱型に形成されており、外壁部34の内壁面にはボタン部6を抜け止めするために一対の係止爪33,33が突設されている。外壁部34の内側にはラバースプリング5を収納する収納部31が設けられている。収納部31には底部32中央方向に向いた円弧面35Aを有する支持壁35が、4つ均等に四方に配置されて底部32に立設されており、4つの支持壁35,35,35,35により凹部36が形成されている。また、外壁部34の外壁面にはボトムカバー4を抜け止めするために一対の係止爪33,33が突設されている。
ボトムカバー4は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより形成されており、図5に示すように、底板41と、底板41の両端部に立設された係止部41,42からなり、ハウジング3の底部32において固定接点片2A及び可動接点片2Bが露出するのをカバーするための部材である。ハウジング3の係止爪33,33に係止部41,41が係止されることによりボトムカバー4はハウジング3に取り付けられる。
ラバースプリング5は、図6に示すように、弾性を有する材料、例えばシリコンゴム等で構成されており、円柱状に形成されたプッシュ部50と、その下方に連接された内部に空洞を有する円形ドーム型に成形されたスカート部51と、スカート部51内部であってプッシュ部50の下方に設けられた凸部52とからなる。ラバースプリング5は、プッシュ部50の天面を押圧するとスカート部51が座屈変形してスイッチオン状態となり、一方、押圧を解除するとゴムの弾力によって元の円形ドーム型に復帰してスイッチオフ状態になるように構成されている。スイッチオン状態においては、凸部52が弾性舌片20Bを上方から押圧するように構成されている。
ボタン部6は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより、外部より押圧操作する部分である天板部60と、天板部60の四方に立設された縦壁部61とを有する箱型に形成されており、縦壁部61の外壁面にはハウジング3から抜け止めするために一対の係止爪62,62が突設されている。また、図7(c)のように、天板部60の裏面中央には円環状の冠部63が形成されており、この冠部63にラバースプリング5のプッシュ部50を嵌め込むことによって、図1(e)のようにラバースプリング5がボタン部6の裏面中央に固定される。また、冠部63の外側には、ラバースプリング5の屈曲部を収容する空隙部64が形成されている。
次にこのように構成された各部品の組み付け工程について図8を参照して説明する。
図4に示すように固定接点片2A及び可動接点片2Bを底部32にインサート成形固定したハウジング3に対し、係止爪33,33と係止部42,42とを係止させることにより下方からボトムカバー4を取り付ける。次いで、ハウジング3の収納部31にラバースプリング5を収納する。この際、ラバースプリング5のスカート部51の下端部が4つの支持壁35,35,35,35に囲まれて形成された凹部36内に収容されるようにしてハウジング3の底部32に載置される。この状態からボタン部6をラバースプリング5上方から覆い被せる。この際、ラバースプリング5のプッシュ部50がボタン部6の冠部63に嵌め込まれるとともに、ボタン部6の係止部62,62とハウジング3の係止爪33,33とが係止されて、ボタン部6がハウジング3に対し昇降自在に取り付けられる。
本発明の押しボタンスイッチ1は以上のように構成されており、以下その動作について説明する。図9(a)は押しボタンスイッチ1に外力を加えていない無負荷時の状態を示している。この無負荷時においては、ラバースプリング5がスカート部51を伸ばして底部32上に起立しており、ラバースプリング5の付勢力によってボタン部6の天板部60がハウジング3から突出した状態になっている。このとき、弾性舌片20Bの可動接点部21Bが固定接点片2Aの固定接点部21A,21Aから離れているため、左右の固定端子20,20同士は導通しておらず、スイッチがOFFの状態である。
これに対して、図9(b)は押しボタンスイッチ1に外力を加えて押圧した時の状態を示している。このように、ボタン部6の天板部60を押し込むと、天板部60の裏面に固定されたラバースプリング5に対して垂直下向きの力が加わり、ラバースプリング5のスカート部51が座屈変形する。このとき、ラバースプリング5のスカート部51はハウジング3内の支持壁35,35,35,35によって半径方向の動きが規制されているので、スカート部51の傾斜部分のみが垂直上向き膨らむように屈曲して、その屈曲部がちょうどボタン部6の内側の空隙部64に収まるようになっている。そして、ラバースプリング5のスカート部51が座屈変形すると、プッシュ部50が下方に沈み、弾性舌片20Bの可動接点部21Bが固定接点片2Aの固定接点部21A,21Aに接触する。これにより、固定端子20,20間が弾性舌片20Bにより導通状態となりスイッチがONの状態に切り換わる。
さらに、外力を解除すると、ラバースプリング5が自身の弾力で元の円形ドーム型に復帰するとともに弾性舌片20Bも元の状態に復帰し、ボタン部6が上昇して図9(a)に示した元の位置に戻る。これにより、弾性舌片20Bの可動接点部21Bが固定接点片2Aの固定接点部21A,21Aから離隔し、左右の固定端子20,20同士の導通が切断されてスイッチがOFFの状態に切り換わる。
このように、本発明の押しボタンスイッチ1によれば、可動接点片2Bも固定接点片2Aもハウジング3の底部31にインサート成形固定するとともに、可動接点片2Bには上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部21A,21Aと離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部21A,21Aと接触する可動接点部21Bが設けられた弾性舌片20Bを有するように構成した。このように可動接点片2Bをハウジング3の底部31にインサート成形固定することにより、安定したスイッチ動作をすることが可能である。更に、弾性舌片20Bを可動接点片2Bに折り曲げ形成して設けたことにより組立て工数を削減することができ、その上、部品点数も削減することができ製造コストの削減を図ることができる。
1 押しボタンスイッチ
200 接点片基材
201 ライン部
2 接点片
2A 固定接点片
20A 固定端子
21A 固定接点部
2B 可動接点片
20B 弾性舌片
21B 可動接点部
3 ハウジング
31 収納部
32 底部
4 ボトムカバー
5 ラバースプリング
51 スカート部
52 凸部
6 ボタン部
61 縦壁部
62 係止爪
63 冠部
64 空隙部

Claims (2)

  1. 収納部を有するハウジングと、
    固定接点部を有し、固定接点部がハウジングの底部に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片と、
    固定接点片と離間してハウジングの底部にインサート成形固定された可動接点片と、
    屈伸可能な円形ドーム型のスカート部と、スカート部の内側中央に設けられた凸部と、を有するとともに、固定接点片及び可動接点片上に配置されて収納部内に収納されるラバースプリングと、
    ラバースプリングの上方に配置され、ハウジングに対し昇降自在に設けられたボタン部と、を備え、
    可動接点片には、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有しており、
    ボタン部を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリングが座屈変形するとともに凸部が降下して可動接点部を押し下げ、可動接点部と固定接点部とが接触し、一方、ボタン部の押圧を解除すると、弾性舌片及びラバースプリングが弾性復帰し通常状態に復帰すること
    を特徴とする押しボタンスイッチ。
  2. ハウジング内の底部にはラバースプリングを外側から支持する支持壁が設けられており、支持壁によってラバースプリングの半径方向の動きが規制され、ボタン部の押圧時にラバースプリングが垂直上向きに屈曲し、その屈曲部がボタン部の内側の空隙部に収容されることを特徴とする請求項1に記載の押しボタンスイッチ。
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