JP2023058755A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 スイッチングの確実性を伴う適度なクリック感を得ると共に、クリック音を低減させることのできるプッシュスイッチを提供することである。【解決手段】 スイッチ基板１２と、スイッチ基板１２の中央部に設けられる第１接点１３と、この第１接点１３の周囲に設けられる第２接点１４と、第１接点１３及び第２接点１４の上方に配置され前記第１接点１３に接触することによって第１接点１３と前記第２接点１４との導通を図るドーム状の導電バネ部材１５と、を備えるプッシュスイッチ１１において、前記第１接点１３には凹部１６が設けられると共に凹部１６内に緩衝材１８が配置され、該緩衝材１８は凹部１６から突出すると共に凹部１６の内周面との間に隙間１９を有し、前記導電バネ部材１５の押圧によって前記凹部１６内で弾性変形する。【選択図】 図１

Description

本発明は、静音性を備えたプッシュスイッチに関するものである。

従来の一般的なプッシュスイッチは、スイッチ基板と、このスイッチ基板に形成される接点電極と、この接点電極に接触させて導通を図る導電バネ部材とを備え、該導電バネ部材を接点電極に向けて押圧変形させることによって、スイッチング操作を行っている。図１０は従来のプッシュスイッチの一例を示したものである。この種のプッシュスイッチ６１は、スイッチ基板６２と、このスイッチ基板６２上の中央部に配置される第１接点１３と、この第１接点１３の周囲に配置される第２接点１４と、第１接点１３及び第２接点１４の上方に配置され、弾性変形することで第１接点１３と接触して、第１接点１３と第２接点１４とを導通させる導電バネ部材１５とを備えている。

前記導電バネ部材１５は、押圧を維持している間は第１接点１３と導通し、押圧を解除することによって第１接点１３との導通が遮断される。このような押圧操作によって、導電バネ部材１５と第１接点１３との間に接触音が生じてスイッチングの確認が容易なる一方、前記接触音が必要以上に大きくなると騒音となる場合がある。

このようなスイッチング時における接触音を低減化させるために、スイッチ基板と押圧部材（導電バネ部材）との間に衝撃を吸収する緩衝材を組み込んだプッシュスイッチがいくつか提案されている。特許文献１には、スイッチ基板に設けられている接点電極と対向して配置される導電バネ部材との間にシート状の緩衝材を挟み込んだ構成のプッシュスイッチが開示されている。また、特許文献２には、スイッチ基板に形成されている接点電極上に接点電極よりも軟質な材質からなる導電シートを固着した構成のプッシュスイッチが開示されている。

特開２０１２－２４３６０９号公報 特開２０１７－０９１９１７号公報

特許文献１に記載のプッシュスイッチは、スイッチ基板と導電バネ部材との間にシート状の緩衝材を挟み込むことで、導電バネ部材を押圧してスイッチ基板に接触させる際の接触音を低減させることを目的としている。しかしながら、前記緩衝材は、スイッチ基板に形成されている電極部に対応する位置に抜き孔を有するスペーサシートを挟んで貼り合わされた上部シートと下部シートとで構成されているため、上部シートと下部シートとの間に設けられるギャップによって、クリック感を損なうおそれがある。また、特許文献２に記載のプッシュスイッチにおいては、接点電極の上に軟質性の導電シートを接着剤等によって固着されているが、スイッチングの度に導電バネ部材が直接接触するため、導電シートが剥がれやすいといった問題がある。また、スイッチングする際に、常時緩衝材を介して接点電極と導電バネ部材とが接触する構造となっているので、静音性は高まるものの、電気的に接続しているかどうかの確実性を伴うようなクリック感が得にくいといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、スイッチングの確実性を伴う適度なクリック感を得ると共に、クリック音を低減させることのできるプッシュスイッチを提供することである。

本発明は、スイッチ基板と、スイッチ基板の中央部に設けられる第１接点と、この第１接点の周囲に設けられる第２接点と、第１接点及び第２接点の上方に配置され前記第１接点に接触することによって第１接点と前記第２接点との導通を図るドーム状の導電バネ部材と、を備えるプッシュスイッチにおいて、前記第１接点には凹部が設けられると共に凹部内に緩衝材が配置され、該緩衝材は凹部から突出すると共に凹部の内周面との間に隙間を有し、前記導電バネ部材の押圧によって前記凹部内で弾性変形する。

本発明のプッシュスイッチによれば、第１接点に設けた凹部から突出するようにして緩衝材が配置されているので、導電バネ部材の押圧力を緩和して第１接点との接触音を低減させることができる。また、前記凹部と緩衝材との間に隙間を有しているので、緩衝材が凹部内で弾性変形しやすくなり、第１接点と導電バネ部材との適度な接触感が得られる。これによって、静音性を有しながらスイッチングの確実性を伴う適度なクリック感を得ることができる。

第１実施形態のプッシュスイッチの断面図（ａ）及びスイッチ基板の平面図（ｂ）である。 第１実施形態のプッシュスイッチにおける押圧開始時（ａ）及び導通時（ｂ）における作用図である。 第２実施形態のプッシュスイッチの断面図である。 第３実施形態のプッシュスイッチの断面図（ａ）及びスイッチ基板の平面図（ｂ）である。 第３実施形態のプッシュスイッチにおける押圧開始時（ａ）及び導通時（ｂ）における作用図である。 第４実施形態のプッシュスイッチの断面図である。 第４実施形態のプッシュスイッチにおける押圧開始時（ａ）及び導通時（ｂ）における作用図である。 第５実施形態のプッシュスイッチの断面図（ａ）及びスイッチ基板の平面図（ｂ）である。 第５実施形態のプッシュスイッチにおける押圧開始時（ａ）及び導通時（ｂ）における作用図である。 従来のプッシュスイッチの一例を示す断面図である。

以下、本発明に係るプッシュスイッチの各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、プッシュスイッチを模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。

図１及び図２は第１実施形態のプッシュスイッチ１１の構成例を示したものである。このプッシュスイッチ１１は、図１（ａ）に示されるように、スイッチ基板１２と、このスイッチ基板１２の中央部に形成される第１接点１３と、この第１接点１３の周囲に形成される第２接点１４と、第１接点１３及び第２接点１４の上方に配置され、弾性変形により第１接点１３と接触して第１接点１３と第２接点１４との導通を図る導電バネ部材１５とを備えている。

スイッチ基板１２は、エポキシ樹脂等の板状の絶縁部材によって形成され、下面がドライフィルム等のレジスト５２で被覆されている。前記第１接点１３には、円形状に形成された電極膜の中央部をエッチング等によって凹ませてなる水平断面形状が円形の凹部１６が形成されると共に、この凹部１６内に緩衝材１８が配置されている。本実施形態では、前記緩衝材１８の外周部がリング状のランド部１７となっている。

緩衝材１８は、図１（ｂ）に示されるように、前記凹部１６に内接する多角形の柱状であり、凹部１６の内周面（ランド部１７の内周面１７ｂ）との間に隙間１９を有し、上面１８ａがランド部１７の上面１７ａより僅かに突出させた状態で配置される。前記上面１８ａの突出量ｄは、後述するクリック性及び静音性を考慮して１０～５０μｍ程度に設定される。この緩衝材１８は、図２に示すように、導電バネ部材１５の押圧によって弾性変形可能な弾性部材が使用される。このような弾性部材としては、厚み方向に伸縮可能なブロック状のゴムや樹脂あるいはシリコーン等が使用可能である。前記第１接点１３と導電バネ部材１５との電気的接続は、第１接点１３となるランド部１７で行われるため、緩衝材１８については、導電性に関係なく弾性変形可能な部材であればよいが、導電性シリコーンゴム等の導電性ゴム部材を使用することによって、ランド部１７と導電バネ部材１５との電気的接続がより確実となり、導通不良を防止することができる。

前記緩衝材１８は、ランド部１７の内周面１７ｂに密着せず、一定の隙間１９を有して収まる形状であればよい。本実施形態では、緩衝材１８の水平断面形状が四角形状となっているため、各側面とランド部１７の内周面１７ｂとの間に四か所の隙間１９が形成されている。緩衝材１８の水平断面形状としては、三角あるいは五角以上の多角形状でもよく、このような多角形状の場合は、角部が前記内周面１７ｂに接触していても接触していなくてもよい。なお、緩衝材１８の形状は円形でもよいが、この場合は、前記内周面１７ｂとの間に隙間が生じるような径にする必要がある。

図２に示したように、隙間１９は、緩衝材１８が導電バネ部材１５の押圧によって弾性変形した際の変形量を吸収することで、弾性変形をしやすくしている。また、前記隙間１９によって、導電バネ部材１５がランド部１７に接触した際の接触音を吸収する効果も有している。前記ランド部１７の上面１７ａに対する緩衝材１８の上面１８ａの突出量ｄは、多くなるほど導電バネ部材１５の当たりがソフトになるので、静音性が高まる。一方、導電バネ部材１５の押圧に対する抵抗力は高くなるので、クリック操作が重くなると共に、ランド部１７に接触するまでの時間に若干の遅延が生じる。このため、静音性及びクリック性の両方を考慮すると、緩衝材１８の突出量ｄは、前述したように１０～５０μｍ程度が好ましい。ただし、第１接点１３及び導電バネ部材１５のサイズや材質等に応じて、接触音や弾性変形量が異なるため、それに応じて前記突出量ｄを適宜設定することで最適なクリック感や静音性を得ることができる。

前記第１接点１３、第２接点１４は、スイッチ基板１２の上面全体に銅箔等の導電膜を厚めに形成し、この導電膜を所定パターンにエッチングすることによって形成することができる。前記凹部１６を有する第１接点１３及び第２接点１４が形成された後、接着剤や両面テープ等の接合材料５５を介して前記緩衝材１８の底部１８ｂを凹部１６に露出するスイッチ基板１２上に固定する。

導電バネ部材１５は、金属製のタクトバネによってドーム形状に形成され、外周縁部が第２接点１４上に載置され、中央部が第１接点１３から突出する緩衝材１８と対向するように配置されている。この導電バネ部材１５の中央部は、常時は第１接点１３と離間している。スイッチ操作は、図２（ａ）に示されるように、導電バネ部材１５の頂上部１５ａを、押し子５１を介して押圧変形させる。これによって、反転した頂上部１５ａが緩衝材１８の上面１８ａに接触する。この状態から図２（ｂ）に示されるように、前記頂上部１５ａをさらに押し下げることによって、緩衝材１８が圧縮されて潰れるように弾性変形しながら導電バネ部材１５が第１接点１３のランド部１７に接触する。このようにして、第１接点１３と第２接点１４とが電気的に接続される。

前記押し子５１は、導電バネ部材１５の頂上部１５ａに設定される押圧位置を定めるものであり、その形状は円柱状の他にドーム状等のような突起形状であればよく、スイッチ基板１２の外周面を囲うフレーム５３上に架け渡されるカバーシート５４によって被覆されている。カバーシート５４は、ポリイミド又はポリフタルアミド等からなる薄い樹脂シートによって形成されている。カバーシート５４を導電バネ部材１５の形状に沿って装着する際には、押し子５１を内包するように、熱プレスすることで導電バネ部材１５と一体に成形することもできる。

図３は第２実施形態のプッシュスイッチ１１ａの構成例を示したものである。この実施形態では、スイッチ基板１２を貫通しない程度に円筒状に凹接させた凹み（凹部）１６を形成し、この凹部１６内に緩衝材１８を配置したものである。第１接点１３は、前記凹部１６の上面に形成されるリング状のランド部１７となっている。前記緩衝材１８は、第１実施形態と同様に、凹部１６に内接する多角形の柱状であり、凹部１６の内周面１６ａとの間に隙間１９を有し、上面１８ａがランド部１７の上面１７ａより１０～５０μｍ程度の突出量ｄとなるように突出させた状態で配置される。この実施形態では、緩衝材１８が凹部１６の底面に接合材料５５を介して固定されているため、安定性よく配置することができる。また、緩衝材１８を凹部１６の深さに合わせて厚く形成でき、凹部１６の内周面１６ａとの隙間１９も深くなるので、導電バネ部材１５が第１接点１３に接触した際の接触音をスイッチ基板１２の内部で吸収することができる。なお、上記以外の構成や緩衝材１８の材質等については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。

図４及び図５は第３実施形態のプッシュスイッチ２１の構成例を示したものである。このプッシュスイッチ２１は、第１接点２３がスイッチ基板２２の中央部を貫通して設けられる導電貫通孔（スルーホール）２６によって形成され、上面が導電バネ部材１５との電気的接続を図るリング状のランド部２７となっている。前記スルーホール２６は、第１及び第２実施形態の凹部１６に相当するものである。なお、第２接点１４、導電バネ部材１５、その他共通する部分は第１及び第２実施形態と同様であるので説明は省略する。

緩衝材２８は、第１実施形態と同様に、導電性又は非導電性のゴム部材によって四角柱状に形成され、スルーホール２６の内周面２６ａとの間に隙間２９が生じるようにして配置される。この緩衝材２８はスルーホール２６内に挿入され、底部２８ｂがスイッチ基板２２の下面を被覆するレジスト５２上に接合材料５５を介して固定される。また、緩衝材２８の上面２８ａは、第１及び第２実施形態と同様に、ランド部２７の上面２７ａから僅かに突出させる。その突出量ｄは、第１接点２３及び導電バネ部材１５のサイズや材質等に応じて適宜設定されるが、クリック性及び静音性を考慮すると１０～５０μｍ程度が好ましい。

スイッチ操作は、図５（ａ）に示されるように、導電バネ部材１５の頂上部１５ａを、押し子５１を介して押圧変形させる。これによって、反転した頂上部１５ａが緩衝材２８の上面２８ａに接触する。この状態から図５（ｂ）に示されるように、前記頂上部１５ａをさらに押し下げることによって、緩衝材２８が圧縮されて潰れるように弾性変形しながら導電バネ部材１５が第１接点２３のランド部２７に接触する。このようにして、第１接点２３と第２接点１４との電気的接続が図られる。

本実施形態では、第１接点２３がスイッチ基板２２の厚みに対応した深さのスルーホール２６によって形成されているため、このスルーホール２６内に収まるような厚みを有した緩衝材２８を配置することができる。これによって、導電バネ部材１５の押圧による第１接点１３との接触音や振動が直接スイッチ基板２２に伝わり難くなり、静音性において有利となる。また、緩衝材２８がスルーホール２６内に収まるので、緩衝材２８の位置が安定し、導電バネ部材１５から受ける衝撃をより低減させることができる。

図６及び図７は第４実施形態のプッシュスイッチ３１の構成例を示したものである。このプッシュスイッチ３１は、上記第３実施形態のプッシュスイッチ２１の構成において、緩衝材３８を導電バネ部材１５の頂上部１５ａの内側に接合材料５５を介して固定したものとなっている。この構造によれば、緩衝材３８は、導電バネ部材１５を押圧する前から常時、その一部がスルーホール２６内に収まるような高さに位置している。そして、導電バネ部材１５を押圧することによって、スルーホール２６内で圧縮されて潰れるように弾性変形しながら導電バネ部材１５を第１接点２３に接触させることができる。スイッチ基板２２の構成及び緩衝材３８の材質等は、第３実施形態と同様であるので説明は省略する。

図７（ａ）に示されるように、導電バネ部材１５の頂上部１５ａを、押し子５１を介して押圧変形させると、この導電バネ部材１５の押圧変形と共に緩衝材３８が降下し、緩衝材３８の先端面３８ａがレジスト５２上に到達する。この状態から図７（ｂ）に示されるように、さらに導電バネ部材１５を押圧することによって、緩衝材３８がスルーホール２６内で圧縮されて潰れるように弾性変形しながら導電バネ部材１５が第１接点２３のランド部２７に接触する。このようにして、第１接点２３と第２接点１４との電気的接続が図られる。なお、第１及び第２実施形態のプッシュスイッチ１１，１１ａにおいても、緩衝材１８を導電バネ部材１５側に固定する構成とすることもできる。

図８及び図９は第５実施形態のプッシュスイッチ４１の構成例を示したものである。このプッシュスイッチ４１は、上記第３実施形態のプッシュスイッチ２１における第１接点２３を複数のスルーホール２６と、複数の緩衝材２８によって形成したものである。

スイッチ操作は、図９（ａ）に示されるように、導電バネ部材１５の頂上部１５ａを、押し子５１を介して押圧変形させる。これによって、反転した頂上部１５ａが複数の緩衝材２８の上面２８ａに接触する。この状態から図９（ｂ）に示されるように、前記頂上部１５ａをさらに押し下げることによって、複数の緩衝材２８が圧縮されて潰れるように弾性変形しながら導電バネ部材１５が第１接点２３のランド部２７に接触する。このようにして、第１接点２３と第２接点１４との電気的接続が図られる。

本実施形態によれば、導電バネ部材１５からの押圧力が各緩衝材２８によって分散されるので、よりソフトなクリック感を得ることができる。また、複数のスルーホール２６に配置されている緩衝材２８によって、導電バネ部材１５との接触音を分散して拡散させることができる。なお、上記第１、第２及び第４の実施形態のプッシュスイッチにおいても、本実施形態のように、複数の緩衝材を用いた構成にすることもできる。

１１，１１ａ，２１，３１，４１ プッシュスイッチ
１２，２２ スイッチ基板
１３，２３ 第１接点
１４ 第２接点
１５ 導電バネ部材
１５ａ 頂上部
１６ 凹部
１７，２７ ランド部
１７ａ 上面
１７ｂ 内周面
１８，２８，３８ 緩衝材
１８ａ 上面
１８ｂ 底部
１９ 隙間
２６ スルーホール
５１ 押し子
５２ レジスト
５３ フレーム
５４ カバーシート
５５ 接合材料

Claims (8)

1. スイッチ基板と、スイッチ基板の中央部に設けられる第１接点と、この第１接点の周囲に設けられる第２接点と、第１接点及び第２接点の上方に配置され前記第１接点に接触することによって第１接点と前記第２接点との導通を図るドーム状の導電バネ部材と、を備えるプッシュスイッチにおいて、
   前記第１接点には凹部が設けられると共に凹部内に緩衝材が配置され、
   該緩衝材は凹部から突出すると共に凹部の内周面との間に隙間を有し、前記導電バネ部材の押圧によって前記凹部内で弾性変形するプッシュスイッチ。
2. 前記凹部は、スイッチ基板に設けられた凹みである請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記凹部は、スイッチ基板に設けられたスルーホールである請求項１に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記第１接点には複数の凹部が設けられ、それぞれの凹部内に緩衝材が配置される請求項１乃至３のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
5. 前記凹部は水平断面形状が円形であり、緩衝材は前記凹部に内接する多角形の柱状である請求項１乃至４のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
6. 前記緩衝材は、その底部が前記凹部内で固定されている請求項１、４、５のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
7. 前記緩衝材が前記導電バネ部材側に設けられ、該導電バネ部材を押圧する前に前記凹部内に配置されて弾性変形する請求項１に記載のプッシュスイッチ。
8. 前記緩衝材は、導電性ゴム部材によって形成される請求項１、４乃至７のいずれかに記載のプッシュスイッチ。

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