JP2560738B2 - 押釦スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電子計算機等における操作用キーボードを構成する押
釦スイッチに関し、 安定した動作特性と低廉化を目的とし、 一端が自由端とされ、他端が端子モールドに固定さ
れ、且つ該他端付近に該端子モールド側が凸となる形状
の鞍状部が設けられたＵ字形の板ばねと、該板ばねの鞍
状部と対向する位置に設けられた接点と、該接点に接続
された第一の外部接続端子と、一端が該板ばねの自由端
に当接し、上下動作可能に保持されたスライダとを有
し、該スライダを押下したときに、上記鞍状部が上記端
子モールドに当接する上記凸部を支点として可逆的に反
転することにより、該鞍状部が上記接点に当接するよう
に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子計算機等における操作用キーボードに
係り、特に上記操作用キーボードを構成する押釦スイッ
チに関する。

最近電子計算機を始めとする各種電子機器のマン・マ
シンインターフェイスとして操作用キーボードが大量に
使用されているが、この操作用キーボードの主要構成部
品である押釦スイッチは、それぞれの使用目的に応じた
ものが作られており、その種類は非常に多くなってい
る。

然し、全般的な要求の傾向としては、押釦スイッチと
して廉価な事は勿論であるがその他に、確実なスイッチ
ング機能を誘起するための操作感触の向上及び操作時の
低音化が求められており、これら要求を満足する押釦ス
イッチの開発が望まれている。

〔従来の技術〕

一般に押圧操作により動作する押釦スイッチでは、操
作中に動作押圧力が急に低下すると操作上は押し下げ方
向に落差が発生した如き感触を得る。この操作感触上の
落差（以下スナップ落差とする）は、確実な電気的スイ
ッチング機能を誘起するものとして好まれている。

従って従来の押釦スイッチでは、確実なスイッチング
機能と共にスナップ落差を確実に発生させるために、ス
イッチ本体部分とスナップ落差発生部分を構造的に分離
する手段が多く用いられている。

以下添付図面により説明する。

第４図は従来の押釦スイッチの構造例を示す断面図で
あり、第５図は従来の押釦スイッチ動作特性図である。

第４図で、従来の押釦スイッチの構造を概略的に説明
する。

図で、板ばね４はスナップ落差を発生させるためのも
のであり、金属接点ばね６はスイッチ本体用のもので、
いずれもスライダ２による変化を駆動源としているが構
造的には全く独立したものである。

即ち、操作釦（本図には図示されていない）に係合し
た絶縁性樹脂よりなるスライダ２は、ハウジング１に上
下摺動可能な如く装着されコイルばね３で上方停止位置
に保持されている。

スナップ落差発生用として逆Ｕ字型に曲げられた金属
性の板ばね４は、その一端がボトム５に固定されてお
り、他端にはスライダ２側に曲げられた先端突起4aが形
成されている。

一方スイッチ本体は、スライダ２側に曲げられた先端
突起6aおよび該先端突起6aと逆方向に半球状突起6bが形
成され且つ外部接続端子11と一体化した金属接点ばね６
と、操作釦の押し下げ操作時に該金属接点ばね６がスラ
イダ２に押されて変位したときに上記半球状突起6bと電
気的に接触する外部接続端子８、および上記金属接点ば
ね６と外部接続端子８を絶縁保持する端子モールド７に
よって一体化構成されており、外部接続端子11と外部接
続端子８で貫通状態にあるボトム５に保持固定されてい
る。

この状態で、上記スライダ２をコイルばね３に抗して
紙面下方矢示ａ方向に押し下げると、板ばね４の先端突
起4a部分は矢示ｂ方向の力を受けて該板ばね４全体がス
ライダ２の方すなわち矢印ｃ方向に倒れるごとく変位す
るので、スライダ２の押し下げ力は板ばね４の変位に比
例して増加するが同時に板ばね４のボトム５との固定部
分には変位量に比例して増大する曲げ応力が集中する。

しかし板ばね４の形状，寸法を、変位が最大の時点す
なわちスライダ２の押し下げ力が最大になった時点で、
ボトム５の固定部分における曲げ応力が跳ね返り力とな
って開放するように設定しているので、この時点で上記
固定部分における集中曲げ応力が削減して板ばね４のス
ライダ２側への倒れがなくなり、板ばね４は逆Ｕ字型の
弯曲部での変位のみとなって以後の先端突起4a部分はス
ライダ２の側壁2a上を摺動するようになる。

従って板ばね４の変位が最大の時点を越えた瞬間に上
記スライダ２の押し下げ力が急減してスナップ落差の発
生を実現している。

一方外部接続端子11と一体化した金属接点ばね６の先
端突起6aは、スライダ２の側壁2aに背向する側壁2a′で
押されて矢示ｄ方向に変位し、同時に該金属接点ばね６
の中央部に設けた半球状突起6bが外部接続端子８と接触
するので、結果的には操作釦の押し下げ動作途中工程で
外部接続端子８と11の間が電気的に導通し、このままの
状態でスライダ２の下端がボトム５の上面に接当するま
で上記先端突起6aがスライダ２の側壁2a′表面を摺動す
る。

また押し下げ力がなくなると、スライダ２はコイルば
ね３によって押し上げられ、その間で金属接点ばね６の
変位が復元するので外部接続端子８と11が電気的に開離
して初期の平衡状態に戻って押釦スイッチとしてのスイ
ッチング機能を実現している。

以上の如く従来の押釦スイッチでは、スイッチング機
能とスナップ落差発生機能を構造的に独立させているた
め部分点数が多く、また両機能とも摩耗や変形を誘起し
易い摺動接触によるばね材の変位を利用しているため安
定した動作特性が得難い難点がある。

第５図は、押釦スイッチの動作時における動作距離と
動作押圧力との関係を示した動作特性図であり、動作距
離をＸ軸方向にまた動作押圧力をＹ軸方向に示してい
る。

図中Ａ点は押釦スイッチ動作前の平衡状態にある時点
を示している。この状態で押釦スイッチを動作すると動
作押圧力はほぼ動作距離に比例して増大しながら最大動
作押圧力を示すＢ点に到達する。ここで前述のごとく板
ばねの跳ね返り現象が瞬間的に発生し動作押圧力が低下
してＣ点に至る。本図で、Ｂ点からＣ点に至る間が押釦
スイッチとしてのスナップ落差（動作距離に変動なく動
作押圧力のみが低下する）として説明している部分であ
り、この差の大きいことが望まれている。

以後、動作押圧力は再び動作距離に比例して増大し、
押し下げ動作が完了するＤ点に到達する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の押釦スイッチでは、スイッチング機能，スナッ
プ落差発生機能を、スライダ側壁面を摺動する板ばねを
利用しているためスライダ側壁や板ばねの摩耗，ハウジ
ングの寸法バラツキ等により、安定した動作特性が得難
いと共に大きいスナップ落差が得られないと云う問題が
あった。

またスイッチング機能，スナップ落差発生機能をそれ
ぞれ独立して設けているため、部品点数が多く安価な供
給が困難であると共に押釦スイッチ操作時のスライダと
ボトムの衝撃による動作音が大きいと云う問題があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、一端が自由端とされ、他端が端子モー
ルドに固定され、且つ該他端付近に該端子モールド側が
凸となる形状の鞍状部が設けられたＵ字形の板ばねと、
該板ばねの鞍状部と対向する位置に設けられた接点と、
該接点に接続された第一の外部接続端子と、該板ばねの
一端に接続された第二の外部接続端子と、一端が該板ば
ねの自由端に当接し、上下動作可能に保持されたスライ
ダとを有し、該スライダを押下したときに、上記鞍状部
が上記端子モールドに当接する上記凸部を支点として可
逆的に反転することにより、該鞍状部が上記接点に当接
するように構成してなる押釦スイッチによって解決され
る。

〔作 用〕

本発明による押釦スイッチでは、電気回路を構成する
機能とスナップ落差の発生機能を兼ね備えた導電性金属
板ばねを使用しているため、特別の部品を付加すること
なくスナップ落差を従来に比べて大きくして操作感触を
向上させながら確実な電気的スイッチングが可能である
と共に、部品点数の削減による押釦スイッチとしての価
格低廉化が実現できる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明になる押釦スイッチの一実施例を示す図
であり、第２図は本発明になる押釦スイッチの板ばね動
作原理図、第３図は本発明になる押釦スイッチ動作特性
図を示したものである。

第１図で、（Ａ）は匡体の一部を断面にした組立図で
あり、（Ｂ）は主要構成部分の斜視拡大図である。

図で本発明になる押釦スイッチは、押圧操作用のスラ
イダ17と、該スライダ17の押圧による移動方向（図では
上下方向）を天井壁領域で規制し得るカバー状のハウジ
ング19と、該ハウジング19の底側開口への固定で中空の
スイッチ筐体が形成し得るボトム18と、上記ハウジング
19の内側で上記スライダ17とはその側面で対面し得るよ
うに該ボトム18に固定される端子モールド22と、該端子
モールド22に固定された状態で移動可能な上記スライダ
と係合し得る板ばね15を主要部材として構成したもので
ある。

この内、正面視が門形で脚部22a,22bを連結する梁部2
2cが脚部22a,22bの片面側に突出した厚肉状に形成され
ている絶縁性樹脂からなる端子モールド22には、該梁部
22cの脚部から突出した面の脚部側端辺近傍の脚部間中
心振り分けの２ヶ所に接点23,23′が該面から突出する
ように設けられており、片側の例えば脚部22bには該各
接点23,23′に繋がる第一の外部接続端子24が該脚部22b
の先端から突出するように埋め込まれている。

一方上記端子モールド22にその梁部22cの領域で固定
されるこの場合の板ばね15は、直状の第二の外部接続端
子21に繋がる主要部が側面視ほぼＵ字形に形成されてい
るものであり、該Ｕ字形領域における外部接続端子側で
の幅は少なくとも上記接点23と23′間の間隔を越える幅
に形成されている。

そして、Ｕ字形領域における自由端としての先端部15
aには外側に曲がる小彎曲が形成されており、該先端部1
5aを押圧操作前の前述したスライダ17の下端面17aに当
接せしめたときに該Ｕ字曲げで対面する他方の面が上記
端子モールド22における梁部22cの上述した接点植設面
の全面とほぼ密着状態に接触するように形成されている
が、この場合の接点植設面との接触領域の接点植設域と
対応する領域が幅方向中心点（図では谷あい部）15bか
ら幅方向両側が上記先端部側に徐々に脹らむ鞍状の羽根
部15cに形成されているので、該幅方向中心点すなわち
谷あい部15bが接点植設面から突出する上記接点23と2
3′のほぼ中心で該接点植設面と接触することになり、
結果的に該各接点23,23′が上記羽根部15cの領域に位置
することとなり該各接点23,23′と板ばね15との接触が
避けられる。

そしてスライダ17を介して上記先端部15aを押下する
と、そのときのＵ字形領域における曲げ変位で上記羽根
部15cが上記谷あい部15bを起点として可逆的に反転し、
上記各接点23,23′と羽根部15cの領域ひいては板ばね15
との接触が実現するようになっている。

また、該押下力を解除すると板ばね15としてのスプリ
ングバックで図に示す初期状態に戻るので、各接点23,2
3′と板ばね15との接触を絶つことができる。

なお該板ばね15と上記端子モールド22とは、上述した
Ｕ字曲げ部に繋がる第二の外部接続端子21が該端子モー
ルド22の梁部22cを跨ぐ挟持力で固定し得るようになっ
ており、該第二の外部接続端子21の先端部は上記端子モ
ールド22の第一の外部接続端子24と同様に脚部22aより
長く形成されている。

かかる板ばね15で、上記端子モールド22を挟持固定し
た後、該端子モールド22の脚部22a,22bより突出した第
二の外部接続端子21と第一の外部接続端子24とをボトム
18に設けた貫挿孔18a,18bにそれぞれ貫挿し、該端子モ
ールド22が固定される位置で固着する。

その後スライダ17の下端面17aが上記板ばね15の先端
部15aの上端に接するが如くにスライダ17をハウジング1
9の内部摺動孔に装着し、しかる後にハウジング19をボ
トム18と一体化固定して押釦スイッチを形成している。

かかる押釦スイッチで、板ばね15の先端部15aに矢印
Ａの如き紙面上方から下向きの動作力を加えると、当初
該先端部15aはＵ字型の弯曲部分を拡げながら押し下げ
られるため押し下げ力は動作距離に比例して増加する
が、予め設定された押し下げ力に到達した瞬間に、羽根
部15cの曲率が開放されて鞍状中央部分にある谷あい部1
5b付近（端子モールド22に装着する接点23,23′を結ぶ
線上にほぼ位置している）で紙面左側方向図示Ｂ方向に
折れ曲がるかたちで可逆的な反転現象を起こす。この反
転は瞬間的にスライダ17の押し下げ力を低下させるので
操作感触上はスナップ落差が発生したことになる。

一方この反転によって上記板ばね15の鞍状部分両端の
羽根部15c部分が端子モールド22に接近することになる
ため、この時点で該端子モールド22に設置した接点23,2
3′が共に上記羽根部15cの凹面部分と接触する如くに各
部の寸法，形状を設定して、外部接続端子21と第一の外
部接続端子24の間に電気回路を構成している。

更に動作押圧力がなくなった時点では、板ばね15の可
逆的反転の復元力が先端部15aを介してスライダ17を押
し上げるため初期の平衡状態に戻り、板ばね15の羽根部
15cと端子モールド22の接点23,23′は共に電気的に開離
して上記の外部接続端子間の電気的導通が解消する。

以上の構成になる押釦スイッチでは、スライダ17の押
し下げ動作によって発生する板ばね15の可逆的反転が、
前述の如くスナップ落差を発生すると共に、第二の外部
接続端子21と第一の外部接続端子24を電気的に導通させ
てスイッチング機能を実現している。加えて脚部下端の
弾性体20が操作時の衝撃及び動作音の弱小化も実現して
いる。

従って、本発明になる押釦スイッチでは、板ばね15が
スナップ落差機能と電気的スイッチング機能を兼ね備え
ているため、特別のスイッチング機能用部品やスライダ
復元用コイルばねが不要となる等、部品点数の削減によ
って価格低廉化が達成できる。

第２図では、板ばねの動作原理を模式化して板ばね15
とスライダ17との相対的位置関係を時系列的に示してい
る。

第２図（Ａ）は、スライダ17の動作前の平衡状態にあ
る状況を示している。ここでスライダ17に矢印の如き動
作押圧力が加わると、前述の如く板ばね15の先端部15a
は平坦部を介してＵ字部分を拡げながらスライダ17の動
きに倣って変位する。

更にスライダ17の矢指方向の押下動作が続くと、予め
設定された最大の動作押圧力を必要とするスナップ落差
発生直前のスライダ17と板ばね15の相対位置関係を示す
第２図（Ｂ）に到達する。

尚、この時点では接点23と羽根部15cはまだ接触して
いない状態にある。

その直後、板ばね15の羽根部15cの曲率が開放されて
鞍状部の中央部分にある谷あい部で折れ曲がるかたちで
瞬間的に可逆的反転が発生し、動作押圧力が低下して大
きいスナップ落差を生ずると共に羽根部15cは端子モー
ルド22に接近して接点23と接触し、第２図（Ｃ）の状態
に至る。

尚、第２図（Ｄ）はボトム18でスライダ17の押下動作
が停止したときの状態を示したものであり、20が衝撃を
和らげる弾性体である。

第３図は押釦スイッチ動作中の動作距離と動作押圧力
との関係を示した図であり、第５図同様に動作距離をＸ
軸にまた動作押圧力をＹ軸に示している。

図で、Ａ点は第２図（Ａ）と対応して平衡状態にある
時点を示している。ここで押釦スイッチを押下すると動
作押圧力は略動作距離に比例して増大しながら第２図
（Ｂ）に対応する最大動作押圧力を示すＢ点に到達す
る。この直後発生する板ばねの可逆的反転により動作押
圧力が急に停止し第２図（Ｃ）に対応するＣ点に至る。
本図でＢ点からＣ点に至る間が、板ばねの可逆的反転に
よるスナップ落差として説明している部分である。以後
再び動作押圧力が増大しつつ押釦スイッチの押下動作が
停止する第２図（Ｄ）に対応するＤ点に至ることは前述
の第５図の場合と同様である。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明の実施により、従来の押釦スイッチ
に比較して、部品点数の削減による低廉化が実現でき、
またスナップ落差の拡大による確実な操作とスイッチン
グ機能の実現が図れると共に動作音の弱小化も実現した
押釦スイッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる押釦スイッチの一実施例を示す
図、 第２図は本発明になる押釦スイッチの板ばね動作原理
図、 第３図は本発明になる押釦スイッチ動作特性図、 第４図は従来の押釦スイッチの構造例を示す断面図、 第５図は従来の押釦スイッチの動作特性図、 である。図において、 15は板ばね、15aは先端部、 15bは谷あい部、15cは羽根部、 17はスライダ、17aは下端面、 18はボトム、18aは貫挿孔、 18bは貫挿孔、 19はハウジング、20は弾性体、 21は第二の外部接続端子、 22は端子モールド、22aは脚部、 22bは脚部、22cは梁部、 23は接点、23′は接点、 24は第一の外部接続端子、 をそれぞれ表す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が自由端とされ、他端が端子モールド
   に固定され、且つ該他端付近に該端子モールド側が凸と
   なる形状の鞍状部が設けられたＵ字形の板ばねと、 該板ばねの鞍状部と対向する位置に設けられた接点と、 該接点に接続された第一の外部接続端子と、 該板ばねの一端に接続された第二の外部接続端子と、 一端が該板ばねの自由端に当接し、上下動作可能に保持
   されたスライダとを有し、 該スライダを押下したときに、上記鞍状部が上記端子モ
   ールドに当接する上記凸部を支点として可逆的に反転す
   ることにより、該鞍状部が上記接点に当接するように構
   成してなることを特徴とする押釦スイッチ。