JP2012028242A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小形でありながら、明瞭なクリック感触を有するスイッチ装置を提供する。
【解決手段】本発明のスイッチ装置では、移動部材２に突出部２ｃを設けるとともに、突出部２ｃと係合可能な係合部５ａを有する板バネ５を設け、突出部２ｃが係合部５ａの頂部を乗り越えると、板バネ５が移動部材２の移動方向とは反対の方向に移動可能とした。
板バネ５が移動部材２の移動方向とは反対の方向に移動すると、板バネ５の弾性変形量が大きく低下しバネ力が急激に減少し、スライド操作力が急激に低下するため、明瞭なクリック感触が得られる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、スイッチ装置に関し、特に、操作者による操作に伴って移動する移動部材を備えるスイッチ装置に関する。

従来のスイッチ装置としては、操作者による操作に伴って移動する部材と、この移動部材と対向して配置される板バネとを備え、移動部材が移動させられると移動部材に設けられたクリック動作面と板バネが係脱するように配置され、移動部材のクリック動作面と板バネとの相互作用によりクリック感触を付与するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、スイッチ装置では使用者が操作した際に、スイッチ装置が所望の位置に操作されたことがクリック感触で明瞭に判別できることが望まれる。このようなクリック感触を得るには、移動部材を移動させたとき、スイッチ装置の切り替え位置で操作力が最大に達し、その後切り替え位置を通過すると操作力が急激に低減することが必要となる。

ところが、最近の電子機器全般の小型化傾向により、スイッチ装置も小型化が求められており、これに伴ってクリック感触発生用の板バネも当然小型化，薄型化され、バネ力が低減する。そのため従来の構成では、小型化されたスイッチ装置では移動部材を移動させて所望の位置に切り替えた後、最大に達した操作力を急激に低下させることが難しく、明瞭なクリック感触を得難いという問題があった。

特開平２−２４９２６号公報

本願発明は、上記課題に鑑みて、明瞭なクリック感触を有するスイッチ装置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、本発明のスイッチ装置では、ケースと、ケースに移動可能に保持された移動部材とを有し、移動部材には移動部材を移動させる操作部が形成され、移動部材を移動させることで接点部材間の接触状態が切り替えられるスイッチ装置において、ケース内に弾性部材収容部を設け、弾性部材収容部に移動部材と対向する弾性部材を移動可能に収容し、移動部材に隆起した突出部を設け、弾性部材に突出部に向いて突出した頂部を有する係合部を設けるとともに、突出部が係合部と係合可能となるよう配置され、移動部材が移動可能な領域の一端側から他端側に移動させられる際に、突出部が係合部の頂部を乗り越えたのちに、弾性部材が移動部材の移動方向とは反対方向に弾性部材収容部内を移動可能としたことを特徴とする。

これにより、本発明のスイッチ装置では、移動させられた移動部材の突出部が弾性部材の係合部の頂部を乗り越えると、弾性部材が移動部材の移動方向とは反対の方向に移動するため、弾性変形した弾性部材は変形が戻り、蓄積された反発力が減少し移動部材の操作力も低下するため、明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、突出部及び係合部はいずれも円弧状に形成され、移動部材が一端側から他端側に移動させられる際に、突出部が係合部の頂部を乗り越えたのち、移動部材が移動可能な領域の他端側にあるときに、突出部は係合部と接触し、弾性部材を移動部材の移動方向とは反対方向の、弾性部材収容部端部に保持することを特徴とする。

これにより、移動部材の突出部と弾性部材の係合部は、いずれも頂部に平坦部を持たない円弧状に形成されているため、突出部が弾性部材の頂部を乗り越えるとともに弾性部材を移動部材の移動方向とは反対方向へ容易に移動させることができる。しかも突出部は係合部に接触しているため、弾性部材は移動部材の移動方向とは反対方向の弾性部材収容部端部に確実に保持され移動部材を移動方向に付勢するため、明瞭な操作感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、ケースに弾性部材を保持するための弾性部材保持部と弾性部材を摺動させるための弾性部材摺動手段を設けたことを特徴とする。

これにより、移動部材の移動方向とは反対の方向への弾性部材の移動が容易となり、より明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、弾性部材摺動手段は、金属材からなる受け板であり、弾性部材は金属材からなる板バネで、受け板上に板バネが支持されることを特徴とする。

これにより、弾性部材と弾性部材摺動手段との摩擦抵抗が小さくなり、移動部材の移動方向とは反対の方向への板バネの移動が容易となり、明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、受け板と板バネの対向面との少なくともどちらか一方に、他方の対向面を向いた突部を形成したことを特徴とする。

これにより、板バネと受け板の摩擦抵抗が減少し、移動部材の移動方向とは反対の方向への板バネの移動がさらに容易となり、より明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、ケースに嵌合し、一部を折り曲げて補助バネ部を形成し、補助バネ部が受け板を、板バネを支持する面側に押圧するカバー部材を有することを特徴とする。

これにより、突出部が受けるバネ力は板バネの弾性変形よる力と、受け板と補助バネ部の弾性変形による力が加えられるため、突出部が係合部の頂部を乗り越える際の操作力を一層高めに設定でき、さらに明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、移動部材の突出部の頂部と弾性部材の係合部との頂部の少なくとも一方の部材の頂部に、他方の部材に向かって突出した小突起を配したことを特徴とする。

これにより、小突起の曲率は、突出部の頂部および係合部の頂部の曲率より小さいので、突出部が係合部を移動部材の移動方向とは反対方向へ押し出し易くでき、突出部が係合部の頂部を乗り越えると瞬時に板バネが移動部材の移動方向とは反対方向に移動するので、より明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明のスイッチ装置では、弾性部材を移動部材の移動方向とは反対方向へ付勢する第２の弾性部材を配したことを特徴とする。

これにより、突出部が係合部の頂部を乗り越えると、第２の弾性部材の付勢により弾性部材が移動部材の移動方向とは反対方向へ移動させられるため、操作力が低下し明瞭なクリック感触を得ることができる。

以上により、本発明のスイッチ装置では移動させられた移動部材の突出部が弾性部材の係合部の頂部を乗り越えると、弾性部材が移動部材の移動方向とは反対の方向に移動するため、弾性変形した弾性部材は変形が戻り、蓄積された反発力が減少し移動部材の操作力も低下するため、明瞭なクリック感触を得ることができる。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の外観図 本発明の実施の形態におけるスイッチ装置の構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるケースの構造を示す外観斜視図 本発明の実施の形態におけるスライド部材と可動接点部材の組み立て状態を示す背面側より見た外観斜視図 本発明の実施の形態におけるスイッチ装置の通電状態を示す平面図 本発明の実施の形態におけるスライド部材の初期状態を示す図１のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態におけるスライド部材が初期位置から僅かにスライド移動し、板バネが弾性変形し受け板に接触した状態を示す縦断面図 本発明の実施の形態におけるスライド部材が初期位置からスライド移動し、受け板が弾性変形し補助バネ部に接触した状態を示す縦断面図 本発明の実施の形態におけるスライド部材の突出部が係合部の頂部にスライド移動した状態を示す縦断面図 本発明の実施の形態におけるスライド部材の突出部が係合部の頂部を乗り越え、板バネが移動する直前の状態を示す縦断面図 本発明の実施の形態におけるスイッチの切り換え終了後の状態を示す縦断面図 本発明の実施の形態における、突出部が係合部を乗り越えた後に生じる力の関係を示す平面図 本発明の実施の形態における、板バネを右端または左端に固定した場合の、スライド部操作力の変化を示すシミュレーション結果のグラフ 本発明の実施の形態における、板バネの移動を考慮した場合のスライド部操作力の変化を示すシミュレーション結果のグラフ 本発明の実施の形態の変形例１の受け板を示す外観斜視図 本発明の実施の形態の変形例１を示す平面図 本発明の実施の形態の変形例２の板バネを示す外観斜視図 本発明の実施の形態の変形例２における、突出部が係合部を乗り越えた後の力の関係を示す平面図 本発明の実施の形態の変形例３を示す分解斜視図 本発明の実施の形態の変形例３を示す平面図

以下、本発明の実施の形態について図１から図４および図６を参照して説明する。
なお、本実施の形態に係るスイッチ装置は、携帯音楽プレーヤーに好適に用いられるスライドスイッチ装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、小型でありながらクリック感が要請される任意のスイッチ装置に適用することが可能である。

＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の側面図である。図１に示すように、スイッチ装置は略箱状のケース１と、ケース１に組み付けられるカバー部材３と、使用者によりスライド操作されるスライド部材（移動部材）２から構成される。

図２に示すように、ケース１は成形材で略箱状に形成され、上面部が開口し、両長辺部にも部分的な開口を有する。上側の長辺部（図２中で右斜め上側の辺）の開口は後述するスライド部材２の操作部２ａが貫通する開口部１ｄとされ、他方の長辺部（図２中で左斜め下側の辺）に形成された開口は後述するカバー部材３の補助バネ部３ａが挿入される開口部１ｅとなっている。

ケース１の内部は中間が開口した長手方向に沿って延びる壁により、上下ふたつの収納部に分割されており、壁の上側（図２中で右斜め上側）が接点収納部１ａとなり、壁の下側（図２中で左斜め下側）が板バネ収納部（弾性部材収容部）１ｂとなっている。

接点収納部１ａは、後述するスライド部材２が収納されるとともに、その底面には、図３に示す、固定接点部材７がインサート成形により一体に設けられている。固定接点部材７は３つの部分に分割されており、中央部分が中央固定接点７ｃ、左側部分に左側固定接点７ａ，右側部分に右側固定接点７ｂとされ、それぞれが離間して配置されている。また、各固定接点７ａ、７ｂ、７ｃの一端部はケース１の下面側に突出して外部回路と接続可能になっている。

板バネ収納部１ｂには、後述する板バネ（弾性部材）５と受け板（弾性部材摺動手段）６とが重ね合わされた状態で収納されるとともに、その下側内壁部は後述する受け板６を保持する受け板保持部１ｃとなっている（図３参照）。また、板バネ収納部１ｂと接点収納部１ａとは開口部１ｆによって連結されている。

スライド部材２は成形材で形成され、接点収納部１ａ内に配設されて左右方向に移動可能になっている。スライド部材２には操作部２ａと可動接点保持部２ｂが設けられており、操作部２ａはスライド部材２を接点収納部１ａ内に配設した状態で開口部１ｄから上方へ突出している。

可動接点保持部２ｂには、背面側に長手方向に延びる溝部２ｄが形成されており、溝部２ｄには後述する可動接点部材４が組み付けられる。
また、図６に示すように、スライド部材２の下面中央部には、頂部が断面円弧状の突出部２ｃが形成されており、後述する板バネ５の係合部５ａと係合するようになっている。

可動接点部材４は、リン青銅等の弾性のある良電導性の金属材にて帯状に形成され、両端に固定接点部材７と接触する接点部４ａ，４ｂが固定接点部材７側へ折り曲げられて突出形成されている。また、可動接点部材４の中央部分にはスライド部材２への組み込み用の凸部４ｃが上下に一対突出して形成されている。

図４は可動接点部材４をスライド部材２に組み込んだ状態を背面より見た斜視図である。長手方向に延びた溝部２ｄは、ほぼ中央部分に上下一対の凹部を有し、可動接点部材４の凸部が圧入されるようになっている。これによって、可動接点部材４はスライド部材２の可動接点保持部２ｂに組み付けられ、スライド部材２を接点収納部１ａに配置した状態で可動接点部材４は固定接点部材７と接触する。

受け板６はバネ性の良いステンレス等の金属材にて、帯状に形成されている。
受け板６の長さ寸法は、板バネ収納部１ｂの長手方向の長さ寸法とほぼ同じ長さで、受け板６は受け板保持部１ｃで保持された収納状態では左右両側への動きが規制される。

板バネ５はバネ性の良いステンレス等の金属材にて帯状に形成され、中央部に係合部５ａが形成されている。係合部５ａは頂部が円弧状に形成され、スライド部材２の突出部２ｃと係合するようになっている。板バネ５の長さ寸法は、受け板６の長さ寸法より僅かに短く形成されている。従って、板バネ５を受け板６上に重ね合わせて板バネ収納部１ｂ内に収納すると、板バネ５の左右両端部と板バネ収納部１ｂの左右両側の内壁面との間に空隙が形成され、板バネ５は受け板６上を左右両側へ移動可能となる。また、係合部５ａの両側の腕部５ｂは、僅かに傾斜して形成されており、図６に示すように、受け板６と重ねた状態で僅かに隙間が形成される。

カバー部材３は金属材にて略長方形に折り曲げ形成されており、両短辺側は一部を延出して折り曲げ、ケース１との係合部が形成されている。また、下側長辺には左右両側から腕状に延びるとともに内方へ折り曲げ形成し、補助バネ部３ａが形成されている。補助バネ部３ａは、ケース１の下面に形成した開口部１ｅを介して板バネ収納部１ｂ内へ臨み、受け板６の下面へ当接している。

次に、図５を参照に、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の導通切り替え動作を説明する。図５では説明のためにカバー部材３を省略して作図し、スライド部材２，板バネ５，受け板６は想像線にて表示している。

接点収納部１ａには可動接点部材４が組み込まれたスライド部材２が左右に摺動可能に収納されており、可動接点部材４の接点部４ａ，４ｂが固定接点部材７と接触している。

スライド部材２が、移動領域の左側端部から移動領域の右側端部に移動させられる時、可動接点部材４の接点部４ａ，４ｂと固定接点部材７の各固定接点７ａ，７ｂ，７ｃの接触状態は次のように変化する。

＜スライド部材２が左側にあるとき＞
図５（ａ）に示す様に、スライド部材２が移動領域の左側端部にある時、可動接点部材４の接点部４ａは左側固定接点７ａと接触し、接点部４ｂは中央固定接点７ｃと接触する。これにより、左側固定接点７ａと中央固定接点７ｃ間が導通状態となる。

＜スライド部材２が中間位置にあるとき＞
次に、図５（ｂ）に示す様に、スライド部材２が移動領域の略中間位置に移動させられると、可動接点部材４の接点部４ａ，４ｂは中央固定接点７ｃ，左側固定接点７ａ，右側固定接点７ｂのいずれとも接触せず、スイッチ装置は非導通状態となる。

＜スライド部材２が右側にあるとき＞
図５（ｃ）に示す様に、スライド部材２が移動領域の右側端部に移動させられると、可動接点部材４の接点部４ａは中央固定接点７ｃと接触し、接点部４ｂは右側固定接点７ｂと接触する。これにより中央固定接点７ｃと右側固定接点７ｂが導通し、接点部材間の接触状態の切り替えが完了する。

次に、図６から図１２を参照して、スライド部材２が移動領域の左側端部から移動領域の右側端部に移動させられる時のクリック動作を説明する。

図６に示す様に、スライド部材２が移動領域の左側端部にあるとき、突出部２ｃの右側斜面と係合部５ａの左側斜面が接触している。このとき板バネ５は弾性変形していない、または、ごく僅かに弾性変形しているのみで、受け板６の上面と板バネ５の腕部５ｂの間にはクリアランス５ｅがある。

図７に示す様に、スライド部材２が僅かに右側に移動させられると、突出部２ｃは係合部５ａを僅かに押し下げ、板バネ５は弾性変形し腕部５ｂが水平に近づき、受け板６の上面と腕部５ｂの間のクリアランス５ｅは徐々に減少し、遂には板バネ５と受け板６は密着する。しかし、受け板６は弾性変形しておらず、受け板６の下面とカバー部材３の補助バネ部３ａとの間にはクリアランス６ａがある。

このときスライド部材２を押し返す力は、板バネ５の弾性変形によるバネ力のみで、ごく弱いバネ力となる。

図８に示す様に、スライド部材２が更に右側に移動させられると、突出部２ｃは係合部５ａを更に押し下げ、板バネ５と共に受け板６も弾性変形し、受け板６の下面と補助バネ部３ａの間のクリアランス６ａは減少し、遂には受け板６の下面と補助バネ部３ａの上面は密着する。このときスライド部材２を押し返す力は、板バネ５の弾性変形によるバネ力と、受け板６の弾性変形によるバネ力の和となり、バネ力は大きくなる。

スライド部材２が図８に示す位置より更に右側に移動させられると、突出部２ｃは係合部５ａを更に大きく押し下げ、板バネ５と受け板６と補助バネ部３ａが一体となって弾性変形し、バネ力は更に大きくなる。

スライド部材２が、更に右側に移動させられ、図９に示す、突出部２ｃの頂部と係合部５ａの頂部が当接する位置（以下この位置を、頂部当接点と記載する）まで移動した時に、板バネ５と受け板６と補助バネ部３ａの弾性変形量は最大となり、バネ力は最大となる。

頂部当接点では、スライド部材２の突出部２ｃの頂部と板バネ５の係合部５ａの頂部が当接しているため、バネ力はスライド部材２の移動方向に垂直となる。このため頂部当接点では、バネ力は最大であるが、スライド部材２を移動方向または反移動方向に付勢する力は働かない。

しかし、本発明の実施例では、スライド部材２の突出部２ｃと板バネ５の係合部５ａを、いずれも円弧状としたため、突出部２ｃの頂部と係合部５ａの頂部にはいずれも平行部がないので、バネ力がスライド部材２の移動方向に垂直となるのは頂部当接点のみとなり、スライド部材２を移動方向または移動方向とは反対の方向に付勢する力が働かない範囲は最小限に抑えられる。

スライド部材２が、図９に示す位置から更に右に移動させられると、スライド部材２と板バネ５の接触点は、突出部２ｃの頂部と係合部５ａの頂部から、突出部２ｃの左側斜面と係合部５ａの右側斜面に移動する。これに伴い、突出部２ｃが係合部５ａを押し下げる量は減少し、板バネ５と受け板６と補助バネ部３ａの弾性変形量も減少し、バネ力が低下することによりクリック感触が発生する。

スライド部材２が更に右に移動させられると、突出部２ｃが係合部５ａを押し下げる量は更に減少し、板バネ５と受け板６と補助バネ部３ａの変形量も更に減少し、やがて補助バネ部３ａが初期形状に戻り、受け板６の下面と補助バネ部３ａの上面の間にクリアランス６ａが再現する。
スライド部材２を押し返す力は、板バネ５の弾性変形によるバネ力と受け板６の弾性変形によるバネ力の和となり、バネ力は更に減少する。

スライド部材２が更に右に移動させられると、突出部２ｃが係合部５ａを押し下げる量は更に大きく減少し、板バネ５と受け板６の弾性変形量も更に大きく減少し、やがて受け板６が初期形状に戻り、受け板６の上面と腕部５ｂの間のクリアランス５ｅが再現し、板バネ５のみに弾性変形が残る。この時スライド部材２を押し返す力は、板バネ５の弾性変形によるバネ力のみで、ごく弱いバネ力となる。

スライド部材２が更に右に移動させられ、図１１に示す移動領域の右側端部に到達すると、板バネ５も初期状態に戻るが、この時点でも突出部２ｃの左側斜面と係合部５ａの右側斜面が接触しており、スライド部材２は移動領域の右側端部に保持される。

以上より、本発明の実施例では、スライド部材２の全移動領域においてスライド部材２の突出部２ｃと、板バネ５の係合部５ａは常時接触し離脱することはないため、スライド部材２は常に板バネ５からバネ力を受けており、スライド部材２は、頂部当接点を除く全移動領域で、移動領域の左側端部方向または右側端部方向に付勢され、中間位置で停止しにくいという特徴を持つ。

また、本実施例のスイッチ装置では、スライド部材２が移動領域の左側端部から中間位置まで移動させられる間に、弾性変形する部材が（１）板バネ５のみ、（２）板バネ５及び受け板６、（３）板バネ５及び受け板６及び補助バネ部３ａ、と３段階に変化し、スライド部材２が押し返される力が３段階に強くなる。また、スライド部材２が移動領域の中間位置から右側端部まで移動させられる間に、弾性変形する部材は逆の順序で３段階に変化し、スライド部材２が押し返される力が３段階に弱くなるため、使用者は操作感の変化によりスライド部材の移動量が把握しやすく、明瞭な操作感が得られる。

特に、スイッチ装置が小型である場合には板バネ５も小さく薄くなるため、板バネ５のみでは充分な操作感が得られ難いが、本実施例の構成では板バネ５に加え、受け板６と補助バネ部３ａの弾性変形により操作力が得られるので、小型のスイッチ装置でも明瞭な操作感を得ることができる。

加えて、本実施例のスイッチ装置では、上記のスライド操作の途中で、板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動することにより、更に明瞭なクリック感触が得られる。

以下に上記の板バネ５の移動によるクリック感触の発生について説明する。なお、板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動を開始するスライド部材２の位置を、以下では移動開始点と記載する。

本実施例のスイッチ装置では、図６に示す、スライド部材２が移動領域の左側端部にある時、板バネ５は右側に移動しており、板バネ５の左側端とケースの左側内壁部の間は空隙部５ｃとなっている。

スライド部材２が、図６に示す移動領域の左側端部から、図９に示す頂部当接点まで移動させられる間は、板バネ５はスライド部材２からの反力により右方向に付勢されており、板バネ５はケース１の右側内壁部に当接し停止している。

スライド部材２が、図９に示す頂部当接点を超え、図１０に示す移動開始点まで移動させられる間では、板バネ５はスライド部材２からの反力により左方向に付勢されるが、主として板バネ５と受け板６の摩擦力により、板バネ５は移動しない。

スライド部材２が、図１０に示す移動開始点を超えると、スライド部材２からの反力による板バネ５の左方向への付勢力が、板バネ５と受け板６の摩擦力より大きくなり、板バネ５は左に移動する。板バネ５は、板バネ５の左側の空隙部５ｃを左側に進行し、やがて板バネ５の左側の端面がケース１の左側内壁部に当接し、板バネ５は停止する。板バネ５の右側には空隙部５ｄができ、板バネ５の移動が完了する。
板バネ５が左方向に移動すると突出部２ｃが係合部５ａを押し下げる量が急激に減少し、スライド部材２が板バネ５から受けるバネ力も急激に低下するため、明瞭なクリック感触を得ることができる。

以下に、図１２を参考に、移動開始点で板バネ５が左側に移動する時の挙動を説明する。

実際のスイッチ装置では、複数の部材の複数の当接面で多くの力と摩擦が働き複雑な挙動を示すが、以下では、最も支配的な板バネ５と受け板６の摩擦力のみに着目して説明を行う。
また、スライド部材２に働くバネ力は板バネ５と受け板６と補助バネ部３ａの各々のバネ力の和であるが、表記の単純化のため、以下の説明では単に板バネ５によるバネ力と記載する。

図１２（ａ）に示すように、突出部２ｃが係合部５ａのやや右側まで移動した時、突出部２ｃの左側斜面と係合部５ａの右側斜面が接触するが、接触面の傾きθ（図１２（ａ）中にθで表す、突出部２ｃの円弧形状の中心点と、係合部５ａの円弧形状の中心点を結ぶ線分と垂直線の成す角度。以下、接触角と記載する。）は、頂部当接点からの距離ｄと、突出部２ｃの半径ｒ１と係合部５ａの半径ｒ２の和により決まり、
θ=ＳＩＮ^-1（ｄ／（ｒ１＋ｒ２））
となる。

板バネ５は弾性変形して、バネ力によりスライド部材２を押し上げているが、同時に板バネ５は接触面に垂直な反力Ｆを受ける。この反力Ｆは接触角方向の力であるが、図１２（ｂ）に示すように、反力Ｆの垂直成分Ｆｙは板バネ５を受け板６に押しつける力となり、水平成分Ｆｘは板バネ５を水平方向に移動させようとする力となる。この反力Ｆの水平成分Ｆｘ，垂直成分Ｆｙは、
Ｆｘ＝Ｆ×ＳＩＮθ， Ｆｙ＝Ｆ×ＣＯＳθ
である。

一方、板バネ５は反力Ｆの垂直成分Ｆｙで受け板６に押しつけられているため摩擦力が発生しており、摩擦力Ｆｆは、板バネ５と受け板６の静止摩擦係数をｋとして
Ｆｆ＝ｋ×Ｆｙ
となる。

Ｆｘは板バネ５を左方向に付勢する力で、Ｆｆは板バネ５の移動を阻害する力であるので、
Ｆｘ＞Ｆｆ
とならなければ板バネ５は移動しない。

図９に示すような、スライド部材２が頂部当接点にあるとき、突出部２ｃの頂部と係合部５ａの頂部が当接しており、接触角θはゼロ度であるので、この時、反力Ｆの水平成分Ｆｘ、および垂直成分Ｆｙは
Ｆｘ＝Ｆ×ＳＩＮ０＝０
Ｆｙ＝Ｆ×ＣＯＳ０＝Ｆ
となり、摩擦力Ｆｆは
Ｆｆ＝ｋ×Ｆｙ＝ｋ×Ｆ
となる。従って、
Ｆｆ＞Ｆｘ＝０
であるため、板バネ５は移動しない。

スライド部材２が移動させられ、突出部２ｃと係合部５ａの当接点が頂部当接点から離れると、θがゼロ度から徐々に増加する。θがゼロ度から徐々に増加すると、Ｆｘは徐々に増加するが、Ｆｙは徐々に減少しこれによりＦｆも徐々に減少する。

スライド部材２が移動開始点まで移動させられた時
Ｆｘ＝ｋ×Ｆｙ
となり、スライド部材２が更に移動させられ、移動開始点を通過すると、
Ｆｘ＞ｋ×Ｆｙ
となり、板バネ５は移動を開始する。

板バネ５が左側に移動を開始する移動開始点での接触角をθ_０とすると、移動開始点では
Ｆｘ＝ｋ×Ｆｙ
であり、
Ｆｘ＝Ｆ×ＳＩＮθ_０
Ｆｙ＝Ｆ×ＣＯＳθ_０
であるので、
Ｆ×ＳＩＮθ_０＝ｋ×Ｆ×ＣＯＳθ_０
となる。従って
θ_０＝ＴＡＮ^-1ｋ
である。板バネ５と受け板６の摩擦係数ｋが一般的な０．４である場合
θ_０＝２１．８度
となる。

すなわち、一般的な摩擦係数の材料，構造等の場合、接触角が２１．８度となる位置までスライド部材２が移動させられると、板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動する。

以下に図１３から図１４を参考に、板バネ５の移動によるスライド操作力の変化を説明する。

図１３は、スライド部材２を、移動領域の左側端部から右側端部まで移動させた時の、スライド部材２を移動させるための操作力の変化を示したシミュレーション結果である。

実線で示す操作力カーブＬ１は、板バネ５を移動領域の右側端部に固定したと仮定した場合の操作力のシミュレーション結果を示し、点線で示す操作力カーブＬ２は、板バネ５を移動領域の左側端部に固定したと仮定した場合の操作力のシミュレーション結果を示す。

スライド部材２が移動領域の左側端部にあるとき、板バネ５は移動領域の右側端部にあるので、スライド部材２を移動領域の左側端部から右側方向にスライドさせると、スライド部材２の移動開始時にはスライド操作力は操作力カーブＬ１に従って変化する。

しかし、スライド部材２が移動開始点を通過すると、板バネ５は移動領域の右側端部から移動領域の左側端部に移動し、板バネ５の移動完了後のスライド操作力は操作力カーブＬ２に従って変化する。

従って、スライド部材２の移動により板バネ５が右側端部から左側端部に移動させられる場合、スライド操作力は図１４に実線で示すように変化することになる。
すなわち、スライド部材２が移動領域の左側端部から、図１４中にＰ１で示す移動開始点まで移動させられる間は、スライド操作力は操作力カーブＬ１に従って変化し、スライド部材２が移動開始点Ｐ１を通過すると、板バネ５が移動領域の左側端部に移動するため、スライド操作力は板バネ５の移動による変化区間Ｓ１を経由して操作力カーブＬ２に移る。以降はスライド部材２が移動領域の右側端部に達するまで、スライド操作力は操作力カーブＬ２に従って変化する。

上記のシミュレーション結果から、スライド部材２が移動領域の左側端部から右側端部に移動させられる間に、板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動することにより、スライド操作力が変化区間Ｓ１を経由するため、スライド操作力が急激に低下し、明瞭なクリック感を得られることが確認できる。

以上は、スライド部材２が移動領域の左側端部から右側端部に移動させられる場合の板バネ５の移動による操作力変化のシミュレーション結果の説明であるが、スライド部材２が移動領域の右側端部から左側端部に移動させられる場合にも、左右が入れ替わるのみで同様な操作力変化となる。

本発明の実施例では、スライド部材２の突出部２ｃと板バネ５の係合部５ａを、いずれも円弧状としたが、頂部に平行部がない形状であれば、同様の効果が得られ、山型等の形状でも実施可能である。また、弾性部材を板バネとしたが、バネ力を発生する部材であれば他の弾性部材でも実施可能である。

＜変形例１＞
本発明の変形例１を、図１５から図１６を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の構成については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１５に示す受け板１１では、板バネ５と当接する上面側に複数の突部１１ａが形成されている。

図１６は、この変形例のスイッチ装置の移動開始点での板バネ５と受け板１１の接触状況を示す。板バネ５と受け板１１は突部１１ａの頂部に点接触しているため、板バネ５と受け板１１の間の摩擦係数が小さくなり、スライド部材２の移動方向とは反対の方向への板バネ５の移動が容易となり、より明瞭なクリック感が得られる。

なお、本変形例では受け板１１に球状の突起を設けたが、同様の効果を得るために、山形等の頂部が点接触となる他の形状の突起を設けても良く、または、突起のかわりに半球状等の成形材等からなる他の部品を追加しても良い。

＜変形例２＞
本発明の変形例２を、図１７から図１８を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の構成については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１７に示す板バネ１２では、係合部１２ａの頂部に小突起１２ｂが形成されている。小突起１２ｂは断面が略円弧の尾根状の突起で、断面の円弧形状は係合部１２ａの断面の円弧形状の半径より小さい半径としている。

図１８は、この変形例のスイッチ装置の、移動開始点での突出部２ｃと小突起１２ｂの係合状況を示しており、突出部２ｃの左側斜面と小突起１２ｂの右側斜面が当接する。

図１８の接触角θは、頂部当接位置からの距離ｄを、突出部２ｃの半径ｒ１と小突起１２ｂの半径ｒ３の和で除した値で決定されるが、小突起１２ｂの半径ｒ３は、係合部１２ａの半径ｒ２より小さい。このため、突出部２ｃと係合部１２ａが当接する場合と比較して、本変形例に示す突出部２ｃと小突起１２ｂが当接する場合は、同じ接触角θとなる頂部当接位置からの距離ｄが小さくなり、移動開始点が頂部当接点に近づくため、バネ力が最大となった直後に板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動し、より明瞭なクリック感が得られる。

なお、本変形例では板バネ１２側に小突起１２ｂを追加したが、小突起はスライド部材２側に追加しても良く、またはスライド部材２と板バネ１２側の両方に追加しても良い。

＜変形例３＞
本発明の変形例３を、図１９から図２０を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本変形例では図１９（ａ）に示す２つの圧縮バネ（第２の弾性部材）１５を使用し、板バネ１３と受け板１４にそれぞれ、圧縮バネ当接部１３ａ，１３ｂと１４ａ，１４ｂを設ける。このとき、板バネ１３の両側の圧縮バネ当接部１３ａ，１３ｂ間の距離と、受け板１４の両側の圧縮バネ当接部１４ａ，１４ｂ間の距離を等しくする。

図１９（ｂ）に示すように、板バネ１３と受け板１４を重ね合わせ、両端に圧縮バネ１５を挿入し、一体としてケース１に組み込む。これにより、２つの圧縮バネ１５のそれぞれの外側の端面はケース１のそれぞれ左右の内壁部に押しつけられ弾性変形し、弾性変形した圧縮バネ１５のバネ力により、板バネ１３の圧縮バネ当接部１３ａと受け板１４の圧縮バネ当接部１４ａは同一面となる様に付勢され、板バネ１３の圧縮バネ当接部１３ｂと受け板１４の圧縮バネ当接部１４ｂも同一面となる様に付勢されるため、板バネ１３は受け板１４の中央位置に保持される。

この変形例３のスイッチ装置の動作状況を図２０に示す。図２０はスライド部材２が移動領域の左側端部から頂部当接点を僅かに超える位置まで移動させられた時である。

スライド部材２が移動領域の左側端部にあるとき、係合部１３ｃはスライド部材２の突出部２ｃと当接しているため、板バネ１３は右側の圧縮バネ１５を撓ませ圧縮バネ１５のバネ力に抗しながら移動領域の右側端部に保持される。

スライド部材２が図２０に示す頂部当接点を僅かに超える位置まで移動させられると、突出部２ｃの左側斜面と係合部１３ｃの右側斜面が当接する。

このとき板バネ１３はスライド部材２からバネ力の反力を受け、この反力により板バネ１３は受け板１４に押しつけられると共に、左方向に付勢されるが、板バネ１３と受け板１４の間の摩擦力が左方向への付勢力より大きいため、反力による左方向への付勢力だけでは板バネ１３は左側へは移動できない。

しかし、板バネ１３は右側に移動しているため、右側の圧縮バネ１５のバネ力により中央位置に戻る方向、すなわち左方向に付勢される。このため、反力による板バネ１３の左方向への付勢力が小さくとも、圧縮バネ１５が板バネ１３を左方向に付勢するバネ力との和が板バネ１３と受け板１４の間の摩擦力を超えたときに板バネ１３が移動する。これによりスライド部材２が頂部当接点を僅かに超える位置まで移動させられると板バネ１３がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動し、より明瞭なクリック感が得られる。

なお、本変形例では第２の弾性部材を圧縮バネとしたが、板バネを水平方向に付勢できる部材であれば、他の形式のバネでもゴム等の弾性体でも実施可能である。

＜比較例＞
以上により、本発明の実施例および変形例を述べたが、スライド部材２が移動させられる間に板バネ５がスライド部材２の移動方向とは反対の方向に移動しない従来製品では、スライド操作力が図１４に示す変化区間Ｓ１を経由しないため、スライド操作力の急激な低下は発生せずなだらかな減少となるため、明瞭なクリック感を得ることができない。

１ ケース
１ａ 接点収納部
１ｂ 板バネ収納部（弾性部材収容部）
１ｃ 受け板保持部
１ｄ 開口部
１ｅ 開口部
１ｆ 開口部
２ スライド部材（移動部材）
２ａ 操作部
２ｂ 可動接点保持部
２ｃ 突出部
２ｄ 溝部
３ カバー部材
３ａ 補助バネ部
４ 可動接点部材（接点部材）
４ａ，４ｂ 接点部
４ｃ 凸部
５ 板バネ（弾性部材）
５ａ 係合部
５ｂ 腕部
５ｃ，５ｄ 空隙部
５ｅ クリアランス
６ 受け板（弾性部材摺動手段）
６ａ クリアランス
７ 固定接点部材（接点部材）
７ａ 左側固定接点
７ｂ 右側固定接点
７ｃ 中央固定接点
１１ 受け板
１１ａ 突部
１２ 板バネ
１２ａ 係合部
１２ｂ 小突起
１３ 板バネ
１３ａ，１３ｂ 圧縮バネ当接部
１３ｃ 係合部
１４ 受け板
１４ａ，１４ｂ 圧縮バネ当接部
１５ 圧縮バネ（第２の弾性部材）
Ｆ 反力
Ｆｘ 反力の水平成分
Ｆｙ 反力の垂直成分
Ｆｆ 摩擦力
Ｌ１，Ｌ２ 操作力カーブ
Ｓ１ 変化区間
Ｐ１ 移動開始点

Claims (8)

1. ケースと、前記ケースに移動可能に保持された移動部材とを有し、前記移動部材には前記移動部材を移動させる操作部が形成され、前記移動部材を移動させることで接点部材間の接触状態が切り替えられるスイッチ装置において、
   前記ケース内に弾性部材収容部を設け、前記弾性部材収容部に前記移動部材と対向する弾性部材を移動可能に収容し、前記移動部材に隆起した突出部を設け、前記弾性部材に前記突出部に向いて突出した頂部を有する係合部を設けるとともに、前記突出部が前記係合部と係合可能となるよう配置され、
   前記移動部材が前記移動可能な領域の一端側から他端側に移動させられる際に、前記突出部が前記係合部の前記頂部を乗り越えたのちに、前記弾性部材が前記移動部材の移動方向とは反対方向に前記弾性部材収容部内を移動可能としたことを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記突出部及び前記係合部はいずれも円弧状に形成され、前記移動部材が一端側から他端側に移動させられる際に、前記突出部が前記係合部の前記頂部を乗り越えたのち、前記移動部材が前記移動可能な領域の他端側にあるときに、前記突出部は前記係合部と接触し、前記弾性部材を前記移動部材の移動方向とは反対方向の、前記弾性部材収容部端部に保持することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記ケースに、前記弾性部材を保持するための弾性部材保持部と前記弾性部材を摺動させるための弾性部材摺動手段とを設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載のスイッチ装置。
4. 前記弾性部材摺動手段は、金属材からなる受け板であり、前記弾性部材は金属材からなる板バネで、前記受け板上に前記板バネが支持されることを特徴とする、請求項３に記載のスイッチ装置。
5. 前記受け板と前記板バネとの対向面の少なくともどちらか一方に、他方の対向面を向いた突部を形成したことを特徴とする、請求項４に記載のスイッチ装置。
6. 前記ケースに嵌合し、一部を折り曲げて補助バネ部を形成し、当該補助バネ部が前記受け板を、前記板バネを支持する面側に押圧するカバー部材を有することを特徴とする、請求項４または５に記載のスイッチ装置。
7. 前記移動部材の前記突出部の頂部と前記弾性部材の前記係合部の前記頂部との少なくとも一方の部材の頂部に、他方の部材に向かって突出した小突起を配したことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチ装置。
8. 前記弾性部材を前記移動部材の移動方向とは反対方向へ付勢する第２の弾性部材を配したことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のスイッチ装置。

Images