JP2021068620A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化した場合であってもユーザーに良好なクリック感を提供することが可能なプッシュスイッチを提供する。【解決手段】プッシュスイッチ１は、底板２１および壁部２２によって規定される収納部２３を有するケース２と、底板２１上に設けられた中央接点３と、底板２１上に、中央接点３と離間して設けられた外側接点４と、収納部２３内において、中央接点３および外側接点４の上側に配置された可動接点５と、収納部２３を覆うよう配置されたカバーフィルム８と、可動接点５とカバーフィルム８との間に設けられ、可動接点５を下方に押圧することにより、可動接点５を第１の位置から第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材７と、を含む。押圧部材７の直径Ｒは、平面視における可動接点５の長手方向の幅Ｗ１の３０〜４５％であり、さらに、平面視における可動接点５の短手方向の幅Ｗ２の４５〜６０％である。【選択図】図７

Description

本発明は、一般に、プッシュスイッチに関し、より具体的には、押圧操作によりクリック感を伴って動作するプッシュスイッチに関する。

スマートフォン等の電子デバイスの操作ボタン（例えば、電源ボタン、音量調整ボタン等）として、ドーム状の可動接点を利用するプッシュスイッチが多く採用されている。このようなプッシュスイッチは、小型化および低背化可能であるとともに、ユーザーの押下により操作ボタンが動作した際に、良好なクリック感（押圧操作感）をユーザーに提供することができる。

例えば、特許文献１は、図１および図２に示すようなプッシュスイッチ５００を開示している。図１は、プッシュスイッチ５００の斜視図であり、図２は、プッシュスイッチ５００の縦断面図である。図１および図２に示されているように、プッシュスイッチ５００は、底板５１１および底板５１１から上方に延伸する壁部５１２によって規定される収納部５１３を有するケース５１０と、ケース５１０の底板５１１上に設けられた中央接点５２０と、ケース５１０の底板５１１上において中央接点５２０を挟むよう設けられた外側接点５３０と、ケース５１０の収納部５１３内において中央接点５２０および外側接点５３０の上側に設けられたドーム状の可動接点５４０と、ケース５１０の収納部５１３を覆うカバーフィルム５５０と、可動接点５４０とカバーフィルム５５０との間に設けられた押圧部材５６０と、を含んでいる。

ユーザーがカバーフィルム５５０を介して押圧部材５６０を下方に押圧すると、ドーム状の可動接点５４０の中央部が下方に向かって弾性変形し、可動接点５４０の中央部が、中央接点５２０と接触する。可動接点５４０の縁部は外側接点５３０と接触しているので、可動接点５４０の中央部が、中央接点５２０と接触すると、中央接点５２０と外側接点５３０が導通状態とされる。一方、ユーザーから印加された押圧力が解除されると、可動接点５４０の中央部が弾性復元し、可動接点５４０の中央部が、中央接点５２０から離間する。これにより、中央接点５２０と外側接点５３０が非導通状態とされる。

このようなドーム状の可動接点５４０は、可動接点５４０の材料や形状によって定まる所定のしきい値を超えて可動接点５４０の中央部が下方に弾性変形すると、下方への押圧力に対する可動接点５４０の抵抗が急減する。そのため、ドーム状の可動接点５４０を用いることにより、ユーザーに良好なクリック感を提供することができる。

また、カバーフィルム５５０と可動接点５４０との間に円板状の押圧部材５６０を設けることにより、可動接点５４０をより大きく弾性変形させることができるので、より良好なクリック感をユーザーに提供することができる。このような理由により、スマートフォン等の電子デバイスの操作ボタンとして、ドーム状の可動接点を利用するプッシュスイッチが多く採用されている。

一方、近年の電子デバイスの小型化に伴い、電子デバイスの操作ボタンとして用いられる上述のようなプッシュスイッチに対する小型化のニーズが高まっている。プッシュスイッチを小型化する必要がある一方、プッシュスイッチの作動力（プッシュスイッチを動作させるために必要な押圧力）を一定以上とする必要がある。何故ならば、プッシュスイッチの作動力が小さいと、電子デバイスをポケットに入れた際や電子デバイスが何らかの物体に接触した際のわずかな押圧力によってプッシュスイッチが動作してしまい、プッシュスイッチの誤動作を引き起こす可能性があるためである。

このような問題に対し、特許文献２は、複数の可動接点を重ねた状態で用いるプッシュスイッチを開示している。複数の可動接点を重ねた状態で用いることにより、可動接点を小型化しつつも、プッシュスイッチの作動力が低下することを防止している。

このように、プッシュスイッチの小型化に伴い、可動接点は小型化するものの、押圧部材によって押圧される可動接点のバネ荷重（下方への押圧力に対する抵抗）の合計は小さくならない。そのため、プッシュスイッチの小型化に伴って、単純に、押圧部材を小型化することはできない。可動接点に対する押圧部材のサイズが小さすぎると、押圧の際に押圧部材が潰れてしまい、プッシュスイッチを動作させることができない。一方、可動接点に対する押圧部材のサイズが大きすぎると、可動接点に加えられる押圧力が分散してしまい、ユーザーに良好なクリック感を提供することができない。このような理由により、小型化してもユーザーに良好なクリック感を提供することが可能なプッシュスイッチに対するニーズが存在している。

特開２０１３−５８３８０号公報 特開２０１４−２２００３９号公報

本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、小型化した場合であってもユーザーに良好なクリック感を提供することが可能なプッシュスイッチを提供することにある。

このような目的は、以下の（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
前記可動接点と前記カバーフィルムとの間に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、を含み、
前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。

（２）前記可動接点は、前記第１の位置および前記第２の位置の双方において、前記外側接点と接触し、
前記可動接点は、前記第１の位置を取るときに、前記中央接点と接触せず、さらに、前記第２の位置を取るときに、前記中央接点と接触し、
前記ケースの前記収納部内において、前記可動接点が前記第２の位置を取るときに前記可動接点と接触する前記中央接点の接触面は、前記可動接点と接触する前記外側接点の接触面よりも低く位置している上記（１）に記載のプッシュスイッチ。

（３）前記ケースの前記底板は、前記底板の略中央に形成された凹部と、前記凹部の外側に位置する底板段差部と、を有しており、
前記凹部の上面は、前記底板段差部の上面よりも低く位置している上記（２）に記載のプッシュスイッチ。

（４）前記中央接点は、前記中央接点の前記接触面が、前記ケースの前記底板の前記凹部の前記上面と同じ高さとなるように、前記ケースの前記底板内に埋め込まれており、
前記外側接点は、前記外側接点の前記接触面が、前記底板の前記底板段差部の前記上面と同じ高さとなるように、前記ケースの前記底板内に埋め込まれている上記（３）に記載のプッシュスイッチ。

（５）前記カバーフィルムは、前記ケースの前記収納部の前記壁部の上面に溶着され、前記ケースの前記収納部を液密に封止している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のプッシュスイッチ。

（６）前記可動接点と前記押圧部材との間に設けられた１つ以上の中間可動部材をさらに含み、
前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれは、前記可動接点と同じ材料で構成され、さらに、前記可動接点と同じ形状を有している上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のプッシュスイッチ。

（７）前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれのバネ荷重は、前記可動接点のバネ荷重と等しい上記（６）に記載のプッシュスイッチ。

（８）底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
前記可動接点と前記カバーフィルムとの間に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、
前記可動接点と前記押圧部材との間に設けられた１つ以上の中間可動部材と、
を含み、
前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。

（９）前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれは、前記可動接点と同じ材料で構成され、さらに、前記可動接点と同じ形状を有しており、
前記１つ以上の中間可動部材は、前記可動接点の上側に重ねて設けられており、
前記可動接点および前記中間可動部材のそれぞれは、平面視において略中央に形成された中央可動部と、前記中央可動部を取り囲むように形成された外縁部と、を有している上記（８）に記載のプッシュスイッチ。

（１０）前記可動接点の前記外縁部は、前記第１の位置および前記第２の位置の双方において、前記外側接点と接触し、
前記可動接点の前記中央可動部は、前記第１の位置を取るときに、前記中央接点と接触せず、さらに、前記第２の位置を取るときに、前記中央接点と接触し、
前記ケースの前記収納部内において、前記可動接点が前記第２の位置を取るときに前記可動接点の前記中央可動部と接触する前記中央接点の接触面は、前記可動接点の前記外縁部と接触する前記外側接点の接触面よりも低く位置しており、
前記可動接点が前記第２の位置にある時、前記１つ以上の中間可動部材の少なくとも最上部の中間可動部材の前記中央可動部は、前記最上部の中間可動部材の前記外縁部よりも低い位置にあることを特徴とする上記（９）に記載のプッシュスイッチ。

本発明によればプッシュスイッチを小型化した場合であっても、ユーザーに良好なクリック感を提供することが可能となる。

従来のプッシュスイッチの斜視図である。 図１に示す従来のプッシュスイッチの縦断面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの斜視図である。 図３に示すプッシュスイッチの分解斜視図である。 図４に示す中央接点および外側接点の斜視図である。 図４に示すケース、中央接点および外側接点の縦断面図である。 図４に示す押圧部材のサイズと可動接点のサイズとの関係を説明するための平面図である。 図３に示すプッシュスイッチが自然状態にあるときのプッシュスイッチの縦断面図である。 図３に示すプッシュスイッチが押下状態にあるときのプッシュスイッチの縦断面図である。 図３に示すプッシュスイッチのフィーリングカーブを示すグラフである。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの平面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの底面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの正面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの背面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの左側面図である。 本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの右側面図である。

以下、本発明のプッシュスイッチを、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて、説明する。なお、以下で参照する各図は、本発明の説明のために用意された模式的な図である。図面に示された各構成要素の寸法（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法を反映したものではない。また、各図において、同一または対応する要素には、同じ参照番号が付されている。以下の説明において、各図のＺ軸の正方向を「上側」といい、Ｚ軸の負方向を「下側」といい、Ｙ軸の正方向を「手前側」といい、Ｙ軸の負方向を「奥側」といい、Ｘ軸の正方向を「右側」といい、Ｘ軸の負方向を「左側」ということがある。

以下、図３〜図１０を参照して、本発明のプッシュスイッチを詳述する。図３は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの斜視図である。図４は、図３に示すプッシュスイッチの分解斜視図である。図５は、図４に示す中央接点および外側接点の斜視図である。図６は、図４に示すケース、中央接点および外側接点の縦断面図である。図７は、図４に示す押圧部材のサイズと可動接点のサイズとの関係を説明するための平面図である。図８は、図３に示すプッシュスイッチが自然状態にあるときのプッシュスイッチの縦断面図である。図９は、図３に示すプッシュスイッチが押下状態にあるときのプッシュスイッチの縦断面図である。図１０は、図３に示すプッシュスイッチのフィーリングカーブを示すグラフである。

図３に示す本発明の実施形態にかかるプッシュスイッチ１は、ユーザーから、プッシュスイッチ１の作動力を超える押圧力が印加された際にオン状態となり、ユーザーから印加された押圧力が解除されるとオフ状態となるスイッチである。典型的には、プッシュスイッチ１は、スマートフォン等の小型の電子デバイスの操作ボタン（例えば、電源ボタン、音量調整ボタン）として用いられる。

図３に示されているように、プッシュスイッチ１は、低背の直方体状の全体形状を有している。プッシュスイッチ１は、非常に小さく、例えば、約３．０ｍｍ（Ｘ軸方向の全長）×約１．５ｍｍ（Ｙ軸方向の全長）×約０．５ｍｍ（Ｚ軸方向の全高）の寸法を有している。また、プッシュスイッチ１は、プッシュスイッチ１の作動力、すなわち、プッシュスイッチ１を駆動させるために必要な押圧力が約３００ｇｆ以上となるよう構成されている。プッシュスイッチ１の作動力を約３００ｇｆ以上とすることにより、プッシュスイッチ１を備える電子デバイスがポケットに入られた際や、プッシュスイッチ１を備える電子デバイスに何らかの物体に接触した際のわずかな押圧力によってプッシュスイッチ１が意図せず動作してしまうことが防止されている。

図４に示されているように、プッシュスイッチ１は、底板２１および底板２１から上方に延伸する壁部２２によって規定される収納部２３を有するケース２と、収納部２３内の底板２１上に設けられた中央接点３と、収納部２３内の底板２１上に、中央接点３と離間して設けられた外側接点４と、収納部２３内において、中央接点３および外側接点４の上側に配置され、中央接点３と外側接点４とを非導通状態とする第１の位置（図８参照）と、中央接点３と外側接点４とを導通状態とする第２の位置（図９参照）と、との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点５と、可動接点５の上に重ねて配置された１つ以上の中間可動部材６と、可動接点５を下方に押圧することにより、可動接点５を第１の位置から第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材７と、収納部２３を覆うよう、可動接点５、中間可動部材６および押圧部材７の上側に配置された可撓性の樹脂材料から形成されたカバーフィルム８と、を含んでいる。

ケース２は、絶縁性樹脂により形成され、上方側に向かって開口する箱型部材である。ケース２は、底板２１と、底板２１の外周部から上方に向かって延伸する壁部２２と、底板２１の上面および壁部２２の内面によって規定される収納部２３と、を備えている。

底板２１は、略長方形状の平面形状を有する板状部材であり、プッシュスイッチ１の基板として機能する。図４に示されているように、底板２１の上面の略中央には、凹部２１１が形成されている。また、収納部２３内での底板２１の上面の左端側には、底板段差部２１２が形成されている。一方、収納部２３内での底板２１の上面の右端側には、外側接点４の接触面４１および肉薄部４３が位置している。底板２１の上面に設けられた底板段差部２１２および外側接点４の肉薄部４３から接触面４１へ向かう段差部によって、凹部２１１が規定されている。また、図示のように、凹部２１１の上面は、底板段差部２１２の上面および外側接点４の接触面４１よりも低く位置している。

壁部２２は、底板２１の四方の外周部から上方に向かって延伸しており、底板２１と一体的に形成されている。収納部２３は、底板２１の上面と壁部２２の内面によって規定される上方に向かって開口する凹部である。収納部２３内にプッシュスイッチ１の各コンポーネントが収納される。このように、ケース２は、収納部２３内にプッシュスイッチ１の各コンポーネントを収納するハウジングとしての機能を有している。

また、ケース２は、中央接点３および外側接点４を互いに絶縁した状態で保持している。ケース２は、ケース２の形状に対応した内側形状を有する金型内に中央接点３および外側接点４を配置して、該金型内に絶縁性樹脂を注入し、硬化させることにより得られる。

図５には、ケース２によって保持される中央接点３および外側接点４の斜視図が示されている。また、図６には、中央接点３および外側接点４を保持した状態のケース２の縦断面図が示されている。中央接点３および外側接点４のそれぞれは、導電性材料、より具体的には、銅等の金属材料によって形成されている。中央接点３および外側接点４は、ケース２の収納部２３内において互いに絶縁された状態で保持され、固定電極として機能する。

中央接点３および外側接点４のそれぞれは、一枚の金属板に対して打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことにより得られる。中央接点３は、可動接点５と接触する接触面３１と、ケース２の外側に延伸する一対の端子部３２と、を有している。外側接点４は、可動接点５と接触する接触面４１と、ケース２の外側に延伸する一対の端子部４２と、接触面４１の先端側に形成された肉薄部４３と、を有している。

中央接点３の接触面３１は、ケース２の収納部２３内において上方に向かって露出し、可動接点５が第２の位置を取った際に、可動接点５と接触する面である。一対の端子部３２は、ケース２の左側から外部に向かって延伸し、電子デバイスの回路基板等に接続される外部端子として機能する。

外側接点４の接触面４１は、ケース２の収納部２３内において上方に向かって露出し、可動接点５が、第１の位置および第２の位置のいずれを取った際でも、可動接点５と接触している面である。一対の端子部４２は、ケース２の右側から外部に向かって延伸し、電子デバイスの回路基板等に接続される外部端子として機能する。肉薄部４３は、接触面４１の左端に形成されており、肉薄部４３の高さは、接触面４１の高さよりも低くなっている。肉薄部４３から接触面４１に向かう段差部とケース２の底板２１に形成された底板段差部２１２の内面によって、底板２１の凹部２１１が規定される。

図４に示されているように、中央接点３の接触面３１は、ケース２の底板２１に形成された凹部２１１の略中央において上方に向かって露出している。一方、外側接点４の接触面４１は、ケース２の底板２１の右側部分において、上方に向かって露出している。

図６に示されているように、中央接点３は、接触面３１が、ケース２の収納部２３内において、ケース２の底板２１の凹部２１１の上面と同じ高さとなるように、ケース２の底板２１内に埋め込まれている。なお、ここでいう「接触面３１が、ケース２の底板２１の凹部２１１の上面と同じ高さとなる」とは、接触面３１の高さと凹部２１１の上面の高さとが正確に同じ場合に加え、接触面３１の高さと凹部２１１の上面の高さとの差が、プッシュスイッチ１の製造時に発生する製造誤差の範囲内、例えば、数％程度である場合も含む。

一方、外側接点４は、接触面４１が、ケース２の収納部２３内において、ケース２の底板２１の底板段差部２１２の上面と同じ高さとなるように、ケース２の底板２１内に埋め込まれている。なお、ここでいう「接触面４１が、ケース２の底板２１の底板段差部２１２の上面と同じ高さとなる」とは、接触面４１の高さと底板段差部２１２の上面の高さとが正確に同じ場合に加え、接触面４１の高さと底板段差部２１２の上面の高さとの差が、プッシュスイッチ１の製造時に発生する製造誤差の範囲内、例えば、数％程度である場合も含む。また、図５に示されているように、ケース２の収納部２３内において、外側接点４の接触面４１および肉薄部４３は、中央接点３の接触面３１の右側において、一定の距離を保って中央接点３の接触面３１と離間している。

図６に戻り、ケース２の底板２１の底面から中央接点３の接触面３１までの高さｈ１は、ケース２の底板２１の底面から外側接点４の接触面４１までの高さｈ２よりも低い。したがって、ケース２の収納部２３内において、中央接点３の接触面３１は、外側接点４の接触面４１よりも低く位置している。

このように、本発明のプッシュスイッチ１では、ケース２の底板２１の上面上に凹部２１１を形成するとともに、中央接点３の接触面３１が、ケース２の底板２１の凹部２１１の上面と同じ高さとなるように、ケース２の底板２１内に中央接点３を埋め込み、中央接点３の接触面３１の位置を低くしている。このような構成により、下方への可動接点５のストローク量を大きくすることができる。

本発明のプッシュスイッチ１は、非常に小型かつ低背なので、ケース２の壁部２２の高さを確保することができず、ケース２の収納部２３の深さが浅くなってしまう。収納部２３の深さが十分でないと、可動接点５の下方へのストローク量を確保することが困難である。可動接点５の下方へのストローク量が小さいと、ユーザーがプッシュスイッチ１を押圧したときのクリック感が損なわれてしまう。

そこで、本発明のプッシュスイッチ１においては、ケース２の収納部２３内において、中央接点３の接触面３１の位置を低くすることにより、可動接点５の下方へのストローク量を確保している。このような構成により、中央接点３の厚みと凹部２１１の深さ分だけ可動接点５の下方へのストローク量を大きくすることができる。そのため、プッシュスイッチ１を小型化および低背化した場合であっても、可動接点５の下方への十分なストローク量を確保することができ、ユーザーに良好なクリック感を提供することが可能となっている。凹部２１１の深さは、可動接点５の下方への十分なストローク量を確保し、ユーザーに良好なクリック感を提供することができれば特に限定されないが、本実施形態において、凹部２１１の深さ（底板段差部２１２の上面から凹部２１１の上面までの距離）は、約０．０２ｍｍである。なお、ケース２の壁部２２の高さ（底板段差部２１２の上面または外側接点４の接触面４１から壁部２２の上面までの距離）は、約０．１４ｍｍである。

図４に戻り、可動接点５は、上方凸のドーム形状を有する弾性導電性部材であり、ケース２の収納部２３内において、中央接点３および外側接点４の上方に配置されている。可動接点５は、ケース２の収納部２３内においてフィットする平面形状を有している。また、可動接点５の角部はＲ加工されており、丸められている。可動接点５は、中央接点３と外側接点４とを非導通状態とする第１の位置と、中央接点３と外側接点４とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能に構成されている。

可動接点５は、中央接点３と接触する中央可動部５１と、外側接点４と接触する外縁部５２と、を有している。中央可動部５１は、その平面視において可動接点５の略中央に形成されており、外縁部５２は、中央可動部５１を取り囲むように形成されている。図８のプッシュスイッチ１の縦断面図において示されているように、可動接点５は、中央可動部５１が中央接点３の接触面３１と間隙を介して対向し、さらに、外縁部５２がケース２の底板２１の底板段差部２１２の上面および外側接点４の接触面４１と接触するように、ケース２の収納部２３内に設けられている。すなわち、プッシュスイッチ１に対してユーザーから押圧力が加えられていない自然状態において、可動接点５は、上側に凸とされている。図８に示されている自然状態において、可動接点５は、第１の位置を取る。第１の位置にあるとき、可動接点５は、中央接点３と接触しておらず、他方、外側接点４と接触している。そのため、可動接点５が第１の位置を取るとき、中央接点３と外側接点４は非導通状態となっている。

図８に示されている自然状態において、押圧部材７に対してプッシュスイッチ１の作動力を超える押圧力が印加されると、図９に示されているように、押圧部材７が可動接点５を下方に押圧し、可動接点５を、第１の位置から第２の位置に移行させる。可動接点５は、第２の位置にあるとき、外縁部５２がケース２の底板２１の底板段差部２１２の上面および外側接点４の接触面４１と接触し、さらに、中央可動部５１が中央接点３の接触面３１と接触する。すなわち、可動接点５は、第２の位置にあるとき、可動接点５は、中央接点３および外側接点４の双方と接触している。そのため、可動接点５が第２の位置を取るとき、可動接点５は、中央接点３と外側接点４との間の導通経路として機能し、中央接点３と外側接点４は導通状態となっている。このように、可動接点５は、第１の位置および前記第２の位置の双方において、外側接点４と接触する。一方、可動接点５は、第１の位置を取るときに、中央接点３と接触せず、さらに、第２の位置を取るときに、中央接点３と接触する。

図４に戻り、可動接点５の上側には、１つ以上の中間可動部材６が重ねられている。１つ以上の中間可動部材６は、プッシュスイッチ１の作動力を一定以上とするために、可動接点５の上側に重ねて配置される部材である。中間可動部材６の数は特に限定されないが、本実施形態では、中間可動部材６は、上から順に重ねられた３枚の中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃを含んでいる。中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃは、可動接点５と押圧部材７との間に重ねて設けられている。中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれは、可動接点５と同じ導電性材料で形成され、さらに、可動接点５と同じ形状を有する上方凸のドーム形状を有する弾性導電性部材である。したがって、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれのバネ荷重と、可動接点５のバネ荷重は等しい。なお、ここでいう「中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれのバネ荷重と、可動接点５のバネ荷重は等しい」とは、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれのバネ荷重と、可動接点５のバネ荷重とが正確に等しい場合に加え、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれのバネ荷重と、可動接点５のバネ荷重との差が、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃおよび可動接点５の製造時に発生する製造誤差の範囲内、例えば、数％程度である場合も含む。

また、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれは、可動接点５と同様に、中央可動部６１および外縁部６２を有している。なお、上述のように、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃと可動接点５は、同じ導電性材料で形成されているが、耐腐食性と導電性を向上させるため、可動接点５の表面にのみ、銀等の耐腐食性および導電率が高い金属のメッキ処理が施されている。

このような中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃを可動接点５に重ねて配置することにより、プッシュスイッチ１の小型化に伴い可動接点５が小型化された場合であっても、プッシュスイッチ１の作動力を一定以上（例えば、３００ｇｆ以上）とすることができ、プッシュスイッチ１の誤動作を防止することができる。中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのバネ荷重および可動接点５のバネ荷重は、後述するカバーフィルム８のバネ荷重と併せて、プッシュスイッチ１の作動力を一定以上とすることができれば特に限定されないが、例えば、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃおよび可動接点５の一枚当たりのバネ荷重は、約５０ｇｆである。

なお、可動接点５の材料を変更したり、可動接点５のドーム状形状の湾曲を大きくしたりすることにより、可動接点５のバネ荷重を大きくすることが可能であるが、その場合、繰り返し部材を弾性変形させた際にすぐに可動接点５のバネ荷重が低下してしまう。すなわち、可動接点５のバネ荷重と寿命は、トレードオフの関係にあり、可動接点５のバネ荷重を大きくすると、可動接点５の寿命が短くなってしまう。そのため、可動接点５のバネ荷重を大きくすることにより、プッシュスイッチ１の作動力を一定以上とすることは、可動接点５の寿命、すなわち、プッシュスイッチ１の寿命確保の観点からは、好ましくない。

一方、バネ荷重を提供する部材（可動接点５および中間可動部材６）の数を増し、一枚当たりのバネ荷重の大きさを制限することにより、バネ荷重を提供する部材のそれぞれの寿命の低下を抑制することができ、プッシュスイッチ１の寿命の低下を抑制することができる。また、プッシュスイッチ１の寿命の低下を抑制する観点からは、中間可動部材６の数は、３枚以上であることが好ましい。

押圧部材７は、ケース２の収納部２３内において、カバーフィルム８の下面と、可動接点５の上面との間に設けられている。より具体的には、押圧部材７は、カバーフィルム８の下面と、中間可動部材６の上面との間で保持されている。押圧部材７は、ユーザーからプッシュスイッチ１に対して印加された押圧力を、中間可動部材６を介して、可動接点５に効率的に伝達させ、可動接点５を下方に押下するために用いられる。

押圧部材７は、カバーフィルム８を形成する樹脂材料よりも高い硬度を有する樹脂材料で形成された円板状部材である。押圧部材７を金属材料より軽量の樹脂材料を用いて形成することにより、押圧部材７を軽量化することができる。押圧部材７を軽量化すると、プッシュスイッチ１が自然状態にある際に、押圧部材７の重量によって可動接点５および中間可動部材６に加えられる下方へのバイアス力を低減することができ、プッシュスイッチ１の作動力を大きくすることができる。

背景技術の欄において述べたように、プッシュスイッチ１の小型化に伴い、可動接点５も小型化している。しかしながら、プッシュスイッチ１の作動力を一定以上とするために、可動接点５の上側に１つ以上の中間可動部材６が設けられるため、押圧部材７が押圧する可動接点５および中間可動部材６の合計バネ荷重は小さくならない。そのため、プッシュスイッチ１を小型化した場合であっても、可動接点５および中間可動部材６を押圧する押圧部材７のサイズを単純に小さくすることはできない。

もし、可動接点５および中間可動部材６のそれぞれに対する押圧部材７のサイズが小さすぎると、押圧の際に押圧部材７が潰れてしまい、プッシュスイッチ１を動作させることができない。一方、可動接点５または中間可動部材６のそれぞれに対する押圧部材７のサイズが大きすぎると、可動接点５および中間可動部材６に加えられる押圧力が分散してしまい、ユーザーに良好なクリック感を提供することができない。

図７には、本発明のプッシュスイッチ１における押圧部材７のサイズと、可動接点５のサイズとの関係が示されている。図７は、プッシュスイッチ１が組み立てられた状態において、押圧部材７および可動接点５を上側から見た平面図である。なお、図７において、図面の簡略化のため、押圧部材７および可動接点５以外のプッシュスイッチ１のコンポーネントは省略されている。

図７に示されているように、押圧部材７の直径Ｒは、可動接点５の長手方向の幅Ｗ１の３０〜４５％であることが好ましく、幅Ｗ１の３５〜４０％であることがより好ましい。さらに、押圧部材７の直径Ｒは、可動接点５の短手方向の幅Ｗ２の４５〜６０％であることが好ましく、幅Ｗ２の５０〜５５％であることがより好ましい。可動接点５に対する押圧部材７のサイズを、上述の関係を満たすように設定することにより、プッシュスイッチ１を小型化した場合であっても、ユーザーに良好なクリック感を提供することが可能となる。

なお、可動接点５（および中間可動部材６）の長手方向の幅Ｗ１および短手方向の幅Ｗ２は、必要とされるプッシュスイッチ１のサイズによって適宜変更されるが、本発明のプッシュスイッチ１のような小型のプッシュスイッチでは、可動接点５（または中間可動部材６）の長手方向の幅Ｗ１は、１．８０ｍｍ以下であり、具体的には、本実施形態では、幅Ｗ１は、約１．５２ｍｍである。一方、可動接点５（または中間可動部材６）の短手方向の幅Ｗ２は、１．２０ｍｍ以下であり、具体的には、本実施形態では、幅Ｗ２は、約１．１３ｍｍである。

図４に戻り、カバーフィルム８は、ケース２の収納部２３を覆うよう、可動接点５、中間可動部材６、および押圧部材７の上側に設けられている。カバーフィルム８は、ナイロン等の可撓性樹脂材料により形成されており、ケース２の収納部２３を規定する壁部２２の上面にレーザー溶着され、ケース２の収納部２３を液密に封止する。カバーフィルム８は、押圧部材７に溶着される円形の中央部８１と、中央部８１から斜め下方に向かって延伸する傾斜部８２と、傾斜部８２の下端から面方向に延伸する周辺部８３と、を含んでいる。

中央部８１の下面は、レーザー溶着による面溶着によって、押圧部材７の上面に溶着されている。図８に示す自然状態において、中央部８１の下面と傾斜部８２の内面とによって規定される空間内に押圧部材７が位置している。周辺部８３は、レーザー溶着によってケース２の壁部２２の上面に溶着され、ケース２の収納部２３がカバーフィルム８によって液密に封止されている。カバーフィルム８のケース２の壁部２２の上面に対するレーザー溶着は、点溶着ではなく、壁部２２の上面を一周するよう実行されており、これにより、収納部２３内が密閉され、プッシュスイッチ１の防水および防塵機能が実現されている。

カバーフィルム８の周辺部８３と壁部２２の上面との溶着幅は、カバーフィルム８の壁部２２の上面に対する十分な接着力を確保できれば特に限定されないが、典型的には、０．１〜０．２ｍｍである。また、カバーフィルム８は、可撓性樹脂材料で形成されているため、可動接点５および中間可動部材６と同様に、バネ荷重を提供している。また、図８に示されているように、中央部８１の径は、押圧部材７の直径Ｒよりも大きく、傾斜部８２は、押圧部材７のエッジ部分から離間した箇所から斜め下方に向かって延伸している。

次に、図８および図９を参照して、プッシュスイッチ１の動作について詳述する。図８には、プッシュスイッチ１に対して押圧力が加えられていない自然状態でのプッシュスイッチ１の縦断面図が示されており、図９には、プッシュスイッチ１に対して、プッシュスイッチ１の作動力を超える押圧力が加えられた押下状態でのプッシュスイッチ１の縦断面図が示されている。

図８に示されているように、プッシュスイッチ１の自然状態では、可動接点５および中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれは、上に凸となっている。図８に示されている状態において、可動接点５は、第１の位置を取っている。第１の位置において、可動接点５の外縁部５２は、外側接点４の接触面４１と接触しており、可動接点５の中央可動部５１は、中央接点３の接触面３１と接触していない。すなわち、可動接点５は、第１の位置にあるとき、中央接点３と接触しておらず、外側接点４と接触している。そのため、可動接点５が第１の位置にあるとき、中央接点３と外側接点４は、非導通状態となっている。

図８に示されている自然状態において、カバーフィルム８を介して押圧部材７に対して、プッシュスイッチ１の作動力を超える押圧力が加えられると、押圧部材７が可動接点５および中間可動部材６を下方に押圧することにより、可動接点５を第２の位置に変位させ、プッシュスイッチ１は、図９に示す押下状態に移行する。

図９に示された押下状態において、可動接点５は、第２の位置を取っている。第２の位置において、可動接点５の外縁部５２は、外側接点４の接触面４１と接触しており、さらに、可動接点５の中央可動部５１は、中央接点３の接触面３１と接触している。すなわち、可動接点５は、第２の位置にあるとき、中央接点３および外側接点４の双方と接触している。そのため、可動接点５が第２の位置にあるとき、可動接点５は、中央接点３と外側接点４との間の導通経路として機能し、中央接点３と外側接点４は、導通状態となっている。また、ケース２の収納部２３内において、中央接点３の接触面３１は、外側接点４の接触面４１よりも低い位置にあるので、可動接点５が第２の位置にあるとき、可動接点５の中央可動部５１の中央接点３の接触面３１と接触している箇所は、可動接点５の外縁部５２の外側接点４の接触面４１と接触している箇所よりも、低い位置にある。また、この時、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれも押下状態にあり、中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれの中央可動部６１は、それぞれの外縁部６２よりも低い位置まで押し下げられる。これにより、十分なバネ荷重を得ながらも良好なクリック感を確保することができる。

図９に示された押下状態において、押圧部材７に対する押圧力が解除されると、可動接点５、中間可動部材６、およびカバーフィルム８の弾性復元力によって提供されるプッシュスイッチ１の復帰力によって、プッシュスイッチ１は、図８に示された自然状態に復元する。

図１０には、プッシュスイッチ１のフィーリングカーブ（荷重特性）が示されている。図１０にグラフの縦軸は、押圧部材７に対して加えられる荷重（押圧力）（ｇｆまたはＮ）であり、横軸は、押圧部材７のストローク量（下方への移動距離）（ｍｍ）である。図１０に示されているように、プッシュスイッチ１に対して加えられる荷重がプッシュスイッチ１の可動接点５および中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれにかかる作動力に達するまで、押圧部材７を押し下げるために必要な荷重は徐々に増加し、プッシュスイッチ１に対して加えられる荷重がプッシュスイッチ１の可動接点５および中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれにかかる作動力に達すると、押圧部材７を押し下げるために必要な荷重が急激に減少する。そのため、プッシュスイッチ１に対して加えられる荷重がプッシュスイッチ１の作動力に達すると、押圧部材７が急激に押し下げられることになり、ユーザーにクリック感が提供される。その後、押圧部材に対する荷重の印加が解除されると、押圧部材７のストロークが終了した時点でのプッシュスイッチ１の可動接点５および中間可動部材６ａ、６ｂ、６ｃのそれぞれの復帰力により、押圧部材７が上方に押し上げられて、プッシュスイッチ１が自然状態に戻る。

以上、本発明のプッシュスイッチを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、本発明の各構成に任意の構成のものを付加することができる。

本発明の属する分野および技術における当業者であれば、本発明の原理、考え方、および範囲から有意に逸脱することなく、記述された本発明のプッシュスイッチの構成の変更を実行可能であろうし、変更された構成を有するプッシュスイッチもまた、本発明の範囲内である。

また、図３〜図９に示されたプッシュスイッチの構成要素の数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意の構成要素が追加若しくは組み合わされ、または任意の構成要素が削除された態様も、本発明の範囲内である。

また、参考のため、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの６面図を図１１〜図１６に示す。図１１は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの平面図である。図１２は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの底面図である。図１３は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの正面図である。図１４は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの背面図である。図１５は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの左側面図である。図１６は、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチの右側面図である。

１…プッシュスイッチ ２…ケース ２１…底板 ２１１…凹部 ２１２…底板段差部 ２２…壁部 ２３…収納部 ３…中央接点 ３１…接触面 ３２…端子部 ４…外側接点 ４１…接触面 ４２…端子部 ４３…肉薄部 ５…可動接点 ５１…中央可動部 ５２…外縁部 ６…中間可動部材 ６ａ…中間可動部材 ６ｂ…中間可動部材 ６ｃ…中間可動部材 ６１…中央可動部 ６２…外縁部 ７…押圧部材 ８…カバーフィルム ８１…中央部 ８２…傾斜部 ８３…周辺部 ５００…プッシュスイッチ ５１０…ケース ５１１…底板 ５１２…壁部 ５１３…収納部 ５２０…中央接点 ５３０…外側接点 ５４０…可動接点 ５５０…カバーフィルム ５６０…押圧部材 Ｒ…直径 ｈ１…高さ ｈ２…高さ Ｗ１…幅 Ｗ２…幅

このような目的は、以下の（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
前記可動接点上に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、を含み、
前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。

（８）底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
前記可動接点上に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、
前記可動接点と前記押圧部材との間に設けられた１つ以上の中間可動部材と、
を含み、
前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。

図４に戻り、可動接点５は、上方凸のドーム形状を有する弾性導電性部材であり、ケース２の収納部２３内において、中央接点３および外側接点４の上方に配置されている。可動接点５は、ケース２の収納部２３内においてフィットする平面形状を有している。また、可動接点５の角部はＲ加工されており、丸められている。なお、図示の様態においては、可動接点５の角部に対するＲ加工の度合いが比較的小さいが、本発明はこれに限られない。可動接点５の角部に対するＲ加工の度合いが図示の様態より大きく、可動接点５の平面形状が略楕円形状となっているような様態も本発明の範囲内である。この場合の可動接点５の平面形状も、長手方向と短手方向を有する略長方形状と見なすことができる。可動接点５は、中央接点３と外側接点４とを非導通状態とする第１の位置と、中央接点３と外側接点４とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能に構成されている。

Claims (10)

1. 底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
   前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
   前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
   前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
   前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
   前記可動接点と前記カバーフィルムとの間に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、を含み、
   前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。
2. 前記可動接点は、前記第１の位置および前記第２の位置の双方において、前記外側接点と接触し、
   前記可動接点は、前記第１の位置を取るときに、前記中央接点と接触せず、さらに、前記第２の位置を取るときに、前記中央接点と接触し、
   前記ケースの前記収納部内において、前記可動接点が前記第２の位置を取るときに前記可動接点と接触する前記中央接点の接触面は、前記可動接点と接触する前記外側接点の接触面よりも低く位置している請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記ケースの前記底板は、前記底板の略中央に形成された凹部と、前記凹部の外側に位置する底板段差部と、を有しており、
   前記凹部の上面は、前記底板段差部の上面よりも低く位置している請求項２に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記中央接点は、前記中央接点の前記接触面が、前記ケースの前記底板の前記凹部の前記上面と同じ高さとなるように、前記ケースの前記底板内に埋め込まれており、
   前記外側接点は、前記外側接点の前記接触面が、前記底板の前記底板段差部の前記上面と同じ高さとなるように、前記ケースの前記底板内に埋め込まれている請求項３に記載のプッシュスイッチ。
5. 前記カバーフィルムは、前記ケースの前記収納部の前記壁部の上面に溶着され、前記ケースの前記収納部を液密に封止している請求項１ないし４のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
6. 前記可動接点と前記押圧部材との間に設けられた１つ以上の中間可動部材をさらに含み、
   前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれは、前記可動接点と同じ材料で構成され、さらに、前記可動接点と同じ形状を有している請求項１ないし５のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
7. 前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれのバネ荷重は、前記可動接点のバネ荷重と等しい請求項６に記載のプッシュスイッチ。
8. 底板および前記底板から上方に延伸する壁部によって規定される収納部を有するケースと、
   前記収納部内の前記底板上に設けられた中央接点と、
   前記収納部内の前記底板上に、前記中央接点と離間して設けられた外側接点と、
   前記収納部内において、前記中央接点および前記外側接点の上側に配置され、前記中央接点と前記外側接点とを非導通状態とする第１の位置と、前記中央接点と前記外側接点とを導通状態とする第２の位置との間で変位可能な略長方形状の平面形状を有するドーム状の可動接点と、
   前記収納部を覆うよう、前記可動接点の上側に配置されたカバーフィルムと、
   前記可動接点と前記カバーフィルムとの間に設けられ、前記可動接点を下方に押圧することにより、前記可動接点を前記第１の位置から前記第２の位置へ変位させる円板状の押圧部材と、
   前記可動接点と前記押圧部材との間に設けられた１つ以上の中間可動部材と、
   を含み、
   前記押圧部材の直径は、平面視における前記可動接点の長手方向の幅の３０〜４５％であり、さらに、前記平面視における前記可動接点の短手方向の幅の４５〜６０％であることを特徴とするプッシュスイッチ。
9. 前記１つ以上の中間可動部材のそれぞれは、前記可動接点と同じ材料で構成され、さらに、前記可動接点と同じ形状を有しており、
   前記１つ以上の中間可動部材は、前記可動接点の上側に重ねて設けられており、
   前記可動接点および前記中間可動部材のそれぞれは、平面視において略中央に形成された中央可動部と、前記中央可動部を取り囲むように形成された外縁部と、を有している請求項８に記載のプッシュスイッチ。
10. 前記可動接点の前記外縁部は、前記第１の位置および前記第２の位置の双方において、前記外側接点と接触し、
    前記可動接点の前記中央可動部は、前記第１の位置を取るときに、前記中央接点と接触せず、さらに、前記第２の位置を取るときに、前記中央接点と接触し、
    前記ケースの前記収納部内において、前記可動接点が前記第２の位置を取るときに前記可動接点の前記中央可動部と接触する前記中央接点の接触面は、前記可動接点の前記外縁部と接触する前記外側接点の接触面よりも低く位置しており、
    前記可動接点が前記第２の位置にある時、前記１つ以上の中間可動部材の少なくとも最上部の中間可動部材の前記中央可動部は、前記最上部の中間可動部材の前記外縁部よりも低い位置にあることを特徴とする請求項９に記載のプッシュスイッチ。

Images