JP3203143B2

JP3203143B2 - スイッチ用バネ片

Info

Publication number: JP3203143B2
Application number: JP06006295A
Authority: JP
Inventors: 政次増田
Original assignee: 不二電子工業株式会社
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: CN1135087A; CN1061771C; KR100208797B1; KR960032531A; JPH08235962A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タクティール機能（切
入の感触を与える機能）付きのメンブレンスイッチや、
タクティール機能付きの単一小型スイッチ等に用いるこ
とができるスイッチ用バネ片に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シート状に形成したメンブレンス
イッチやプリント基板等に直接実装されて使用される小
型スイッチに、バネ板のクリック現象を利用してタクテ
ィール機能（切入の感触を与える機能）を持たせる構造
が利用されている。このスイッチ用バネ片としては、例
えば（１）平面形状が丸形のもの（実公平４−８５９０
参照）、（２）２つの平行なスリットを形成したもの
（実開昭５９−２３１１９参照）、（３）長方形の短辺
の中央に峰状の折曲部を形成したもの（実公平４−８５
９０参照）が知られている。

【０００３】これらのスイッチ用バネ片のうち、平面形
状が丸形のものは、平面形状が大きいために、実装密度
が低かったり、機器内部のデッドスペースが大きかった
りして機器の小型化が阻害される。敢えて、小型化を達
成しようとすると、丸形の直径を小さくすることが考え
られるが、直径を小さくすると曲げ加工量が一層僅少に
なるため、得られるスイッチ用バネ片のバネ特性のばら
つきが無視できなくなる。また、上記２つの平行なスリ
ットを形成したものは、２つのスリットの間の部分を湾
曲した可動接点部とし、２つのスリットに沿う両側縁部
を該可動接点部と反対方向に湾曲させた常接接点部とし
ている。このバネ片は、小型化（例えば４ｍｍ×３ｍ
ｍ）が可能で、実装密度を高められるが、製造する際複
数回のプレス工程を必要とし、工程が繁雑になる。さら
に、上記長方形の短辺の中央に峰状の折曲部を形成した
ものは、上記平面形状が丸形のスイッチ用バネ片および
上記２つの平行なスリットを形成したスイッチ用バネ片
の問題点を解消するために、機器の小型化を可能にし、
プレス工程を１回ですますことが可能なものとして、本
出願人等により提案された。

【０００４】このスイッチ用バネ片の斜視図、平面図お
よび正面図を図６、図７、図８にそれぞれ示す。このス
イッチ用バネ片は、長方形の板材の第１の短辺１の中点
２を通り、中点２と第２の短辺３の中点４とを結ぶ線で
ある中線上に形成された第１の峰５を有する第１の折曲
部６と、中点４を通り、前記中線上に形成された第２の
峰７を有する第２の折曲部８と、該板材の中央に形成さ
れた曲面部９とを具有してなるものである。このバネ片
は、第１の折曲部６および第２の折曲部８とが断面で三
角形の２辺となっていることに基づいて好適なクリック
現象すなわちタクティール機能を有している。すなわ
ち、曲面部９に対し押下力が作用すると、各々の峰５、
７が押下げられるが、第１の折曲部６および第２の折曲
部８は、長辺１０、１１が固定されているので、各々峰
５および７の両側で互いに突っ張る形になり、押圧力に
対する抵抗となる。そして、押圧力に負けると一気につ
ぶれて、押圧力が除かれると形状を復帰する。しかしな
がら、このスイッチ用バネ片は、使用時間が経過するに
つれて長方形の長辺１０、１１の中央部Ｑ₁、Ｑ₂に図１
１に示すようなクラック１２、１３を生じることがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、平面が四角形で、製造の際プレス工程を１回ですま
すことができ、しかも、辺の中央部にクラックを生じ難
いスイッチ用バネ片を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のスイッチ用バネ
片は、上記目的を達成するものであり、四角形の平面を
有する板材からなるバネ片であって、中央部を有する第
１部分と、第１部分の両側にあって端縁部を有する第２
および第３の部分とからなり、第２および第３の部分に
端縁部から中央部に向かって挟まるように伸びる１対の
折り目をそれぞれ設けることにより、バネ性を有する。
前記相対する端縁部から伸びる折り目は、各々端縁部間
の距離に対し１０％〜３０％伸びていることが好まし
い。また、本発明のスイッチ用バネ片は、平面が四角形
の板材の相対する２辺の各々相離れた２点から相近寄る
ように、該平面に沿って所定距離だけ伸びる４本の峰を
有する折曲部と、前記平面の中央部に形成された曲面部
とを具有してなる。前記所定距離は２辺間の距離に対し
１０％〜３０％であることが好ましい。

【０００７】さらに、本発明のスイッチ用バネ片は、四
角形の板材をプレス加工したバネ片であって、該バネ片
の中央部の断面が円弧状であり、該断面から垂直方向に
離れた端縁部の断面が２つの折曲点を有する直線状であ
り、該バネ片の断面が該円弧状から直線状に連続的に変
化している。また、本発明のスイッチ用バネ片は、四角
形の平面を有する板材をプレス加工したバネ片であっ
て、バネ片の中央部の断面が平面に加わる一方向の押圧
力に対し抵抗を有する形状であり、かつ、該断面から垂
直方向に離れた端縁部が前記押圧力に対し融通性を有す
る形状である。なお、四角形は、バネ片としての剛性お
よび弾性を有する長方形または正方形であることが好ま
しい。

【０００８】

【作用】以下、本発明のスイッチ用バネ片の作用につい
て図面を参照して述べるが、図示された形状は説明のた
めに極端に画かれているところがある。なお、図示のバ
ネ片は長方形であるが、バネ片としての基本的な性質す
なわち剛性と弾性が得られるかぎり、その他の形状のも
のも採用可能である。本発明のスイッチ用バネ片は、図
１〜３に示すように、第１の短辺（端縁部）１における
第１の点１４および第２の点１７から、各々第１の峰１
５および第２の峰１８が相近寄る方向に所定の距離ａだ
け伸び、また第２の短辺（端縁部）３における第３の点
２０および第４の点２３から各々第３の峰２１および第
４の峰２４が相近寄る方向に所定距離ａだけ伸びてい
る。峰の角度および所定距離ａは、バネ片全体の寸法に
対し、適正なクリック現象を生じるように決められる。
該スイッチ用バネ片を製造する際、前記峰１５、１８、
２１、２４のところにプレス工具の尖端を当てて、第１
〜第４の折曲部１６、１９、２２および２５を形成す
る。プレス工具に、所定の角度と長さを有する４つの尖
端を形成しておけば、１回のプレス工程で形成すること
ができる。また、本発明のスイッチ用バネ片は、長辺１
０、１１の側にクラックを生じ難い。これは次の理由に
よるものと考えられる。

【０００９】まず、図６〜１０に示した前記従来のスイ
ッチ用バネ片を操作して生じる力について説明する。図
９は、載置面Ｘ（仮想線で示す。）に置いた状態にある
前記スイッチ用バネ片を図７のＢ−Ｂ面で切断した断面
図であり、図示しない接触子と非接触状態に維持され
る。長方形の長辺１０、１１の間で、曲面部９の端縁部
である長辺中央Ｑ₁、Ｑ₂は、折曲部６および８が平面で
あるのに対し、湾曲しているので、言い換えると、長辺
１０、１１の間の断面形状が峰５、７と長辺（端縁部）
１０、１１の間が直線上であるのに対し、中央部９から
長辺１０、１１にかけては円弧状であるので、載置面Ｘ
より浮き上がっている。すなわち、該バネ片の四隅が載
置面Ｘに接したとき、長辺中央Ｑ₁ 、Ｑ₂ は載置面Ｘか
ら離れている。図１０は、載置した状態の曲面部９の中
央部分を操作力（押圧力）Ｆによって押し下げた状態に
あるスイッチ用バネ片を図８のＢ−Ｂ面で切断した断面
図であり、図示しない接触子に該スイッチ用バネ片の裏
面が圧接され、該接触子と電気的導通がなされる。この
とき、長辺中央Ｑ₁、Ｑ₂も載置面Ｘに接するように押し
下げられる。そして、バネ片が自由状態にあると、図１
０に示すように、バネ片の四隅が載置面Ｘからはね上が
った状態になる。

【００１０】図９の状態から図１０の状態、または図１
０の状態から図９の状態に至るまでの間にクリック現
象、言い換えると反転現象によって操作力（押圧力）Ｆ
が急変する。この状態変化が繰り返されると、長辺中央
Ｑ₁、Ｑ₂にとって、前記操作力は繰り返し荷重となる。
すなわち、スイッチ用バネ片は、図９→図１０→図９を
１サイクルとして数限りないサイクルの操作力を受ける
ので、このスイッチ用バネ片は数限りない繰返し応力を
受ける。スイッチ用バネ片は、載置面Ｘに四隅が固定さ
れるように設置されるので、図１０の状態にはならない
で、直ちに図９の状態に復帰しようとする。このため
に、スイッチとして機能するのであるが、長辺中央
Ｑ₁、Ｑ₂が受ける繰返し応力は図９と図１０の間の状態
変化の場合と同様である。

【００１１】次に、本発明の図１〜３に示したスイッチ
用バネ片を操作して生じる力について説明する。図４お
よび図５は、図２のＡ−Ａ面で切断した、それぞれ図
９、図１０に対応する断面図である。長辺中央Ｑ₁およ
びＱ₂は、長方形の長辺１０、１１のそれぞれ中央にあ
る。本発明の場合、長辺１０、１１の間で、２個所の折
り曲げ部１６、１９および２２、２５が形成されたの
で、曲面部２６と長辺１０、１１の間の断面形状が峰１
８、２４と長辺１０の間および峰１５、２１と長辺１１
の間の断面形状に近づいた結果、長辺中央Ｑ₁、Ｑ₂は載
置面Ｘからほとんど浮いていない。従って、図４におい
て、曲面部２６を操作力（押圧力）Ｆによって押し下げ
ると、該曲面部２６が変動して図５の状態となり、長辺
中央Ｑ₁およびＱ₂の部分は実質的に変動しない。従っ
て、本発明のスイッチ用バネ片は、前記従来のスイッチ
用バネ片のような数限りない繰返し応力をほとんど受け
ない。本発明のスイッチ用バネ片は、押圧力Ｆに対し断
面が三角形の２辺となるスイッチ用バネ片よりも突っ張
り力が緩和されるものの、中央部では断面が円弧状によ
る突っ張り力があるのでスイッチ機能を維持し、かつ、
辺すなわち端縁部では断面が台形の３辺となることで融
通性が得られるのでクラックを生じ難いと考えられる。

【００１２】

【実施例】図１、図２および図３について、本発明のス
イッチ用バネ片の一実施例をさらに説明する。図１、図
２および図３におけるスイッチ用バネ片は、長方形の第
１の短辺（端縁部）１の中点２から離れた第１の点１４
を通り、中点２と第２の短辺（端縁部）３の中点４とを
結ぶ線である中線に近寄るように形成された第１の峰１
５を有する第１の折曲部１６と、第１の点１４の中点２
に対して反対側にある第２の点１７を通り、前記中線に
近寄るように形成された第２の峰１８を有する第２の折
曲部１９と、第２の短辺３上の中点４から離れた第３の
点２０を通り、前記中線に近寄るように形成された第３
の峰２１を有する第３の折曲部２２と、第３の点２０の
中点４に対して反対側にある第４の点２３を通り、前記
中線に近寄るように形成された第４の峰２４を有する第
４の折曲部２５と、第１〜第４の折曲部１６、１９、２
２および２５に挟まれたバネ片中央部に形成された曲面
部２６とを具有する。

【００１３】上記本発明のスイッチ用バネ片は、リン青
銅、ステンレス鋼のような板材からなり、平面が四角形
で、バネ片としての剛性が得られる縦横比の長方形、正
方形が基本形であるが、相対する辺の長さが多少異なっ
てもよく、台形なども含められる。また、バネ片全体の
大きさはバネ片としての弾性が得られるかぎり小さくで
きる。上記本発明のスイッチ用バネ片において、平面が
長方形の場合、折曲部は、基本的には短辺側にあるが、
正方形に近づけば長辺側にあってもよい。なお、バネ片
が長方形のような場合、長辺の長さと短辺の長さの比が
大きくなると、明瞭なクリック現象が得難くなる。

【００１４】前述のように、上記本発明のスイッチ用バ
ネ片において、第１〜第４の峰１５、１８、２１および
２４は、上記中線に近寄るように、かつ相互に交わるこ
となく形成される。第１〜４の峰１５、１８、２１、２
４を平行方向または開く方向に形成すると、望ましいク
リック現象が得難くなる。すなわち、峰１５と１８、お
よび峰２１と２４が平行になると、長辺１０、１１の中
央Ｑ₁、Ｑ₂は載置面に位置するようになるが、押圧力Ｆ
に対する融通性が増して突っ張り力が無くなり、クリッ
ク現象が生じにくくなる。また、峰１５と１８および２
１と２４が中央部に向かって広がると、長辺中央Ｑ₁、
Ｑ₂が載置面から離れてしまう。また、峰１５と１８や
峰２１と２４が相互に交わると、図６のものに近くなり
クラック発生の問題を生じる。さらに、上記本発明のス
イッチ用バネ片において、第１〜第４の４つの峰の方向
（上記中線とのなす角）、高さおよび長さや曲面部の高
さおよび広さなどは、使用するスイッチ用バネ片に望ま
れるクリック現象特性などに対応して適宜決定すること
ができる。

【００１５】［実施例］図１に示すように、長辺の長さ
３．４ｍｍ、短辺の長さ２．４ｍｍ、厚さ０．０４ｍ
ｍ、ステンレス鋼製のスイッチ用バネ片を１０個作製し
た。このスイッチ用バネ片は、２短辺の中点を結ぶ中線
に対して折曲部が線対称で、該中線と該折曲部とのなす
角（α）は４カ所とも４５゜とした。点１４、１７（２
０、２３）の間隔ｂ＝０．８ｍｍ、各峰の長さａ＝０．
５ｍｍ、各峰の高さｃ＝０．２５ｍｍであった。これら
のスイッチ用バネ片の各々につき、その曲面部の中央部
分を押し下げて復帰させるのを１回とするクリック現象
をおこす操作を１０万回繰り返した。その結果、クラッ
クを生じたスイッチ用バネ片は１個もなかった。

【００１６】［比較例］長辺の長さ、短辺の長さ、厚
さ、材質および作製個数がいずれも実施例１と同じ、図
６に示すスイッチ用バネ片を作製した。各峰の高さｈ＝
０．２５ｍｍ、各峰の長さｉ＝０．８ｍｍであった。こ
れらのスイッチ用バネ片の各々につき、その曲面部の中
央部分を押し下げて復帰させるのを１回とするクリック
現象をおこす操作を繰り返した。その結果、３万回の繰
返しで図１１に示すように長辺１０、１１の中央部
Ｑ₁、Ｑ₂からクラックが生じた。

【００１７】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明のスイ
ッチ用バネ片は、平面形状が四角で、製造の際プレス工
程を１回ですますことができ、しかも、辺の中央部にク
ラックを生じ難いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチ用バネ片の一実施例の斜視図
である。

【図２】本発明のスイッチ用バネ片の一実施例の平面図
である。

【図３】本発明のスイッチ用バネ片の一実施例の正面図
である。

【図４】載置した状態にあるスイッチ用バネ片を図２の
Ａ−Ａ面で切断した断面図である。

【図５】載置した状態の曲面部の中央部分を操作力によ
って押し下げた状態にあるスイッチ用バネ片を図２のＡ
−Ａ面で切断した断面図である。

【図６】従来のスイッチ用バネ片の斜視図である。

【図７】従来のスイッチ用バネ片の平面図である。

【図８】従来のスイッチ用バネ片の正面図である。

【図９】載置した状態にあるスイッチ用バネ片を図８の
Ｂ−Ｂ面で切断した断面図である。

【図１０】載置した状態の曲面部の中央部分を操作力に
よって押し下げた状態にあるスイッチ用バネ片を図８の
Ｂ−Ｂ面で切断した断面図である。

【図１１】図６のスイッチ用バネ片を繰返し使用した結
果発生したクラックを示す斜視図である。

【符号の説明】

１、３長方形の短辺２、４短辺の中点５、７、１５、１８、２１、２４折曲部の峰６、８、１６、１９、２２、２５折曲部９、２６曲面部１０、１１長方形の長辺１２、１３クラック１４、１７、２０、２３長方形の短辺上の点２７、２８平面部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】四角形の平面を有する板材からなるバネ
片であって、中央部を有する第１部分と、第１部分の両
側にあって端縁部を有する第２および第３の部分とから
なり、第２および第３の部分に端縁部から中央部に向か
って挟まるように伸びる１対の折り目をそれぞれ設け、
第１部分の中央部が曲面状に形成され、中央部の両側の
辺の部分が平面状に形成されることにより、バネ性を有
するようにしたスイッチ用バネ片。
【請求項２】平面で四角形の板材の相対する２辺の各
々相離れた２点から相近寄るように該平面に沿って所定
距離だけ伸びる４本の峰を有する折曲部と、前記平面の
中央部に形成された曲面部とを具有して、中央部の両側
の辺の部分が平面状であるスイッチ用バネ片。
【請求項３】四角形の板材をプレス加工したバネ片で
あって、該バネ片の中央部の断面が円弧状であり、該断
面から垂直方向に離れた端縁部の断面が２つの折曲点を
有する直線状であり、該バネ片の断面が該円弧状から直
線状に連続的に変化しているスイッチ用バネ片。
【請求項４】四角形の平面を有する板材をプレス加工
したバネ片であって、バネ片の中央部の断面が平面に加
わる一方向の押圧力に対し抵抗を有する形状であり、か
つ、該断面から垂直方向に離れた端縁部が前記押圧力に
対し融通性を有する形状であるスイッチ用バネ片。
【請求項５】四角形は、バネ片としての剛性および弾
性を有する長方形または正方形である請求項１〜４のい
ずれかに記載のスイッチ用バネ片。
【請求項６】相対する端縁部から伸びる折り目が、各
々端縁部間の距離に対し１０％〜３０％伸びている請求
項１に記載のスイッチ用バネ片。
【請求項７】所定距離が２辺間の距離に対し１０％〜
３０％である請求項２に記載のスイッチ用バネ片。