JP3739660B2 - スイッチ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される押圧型のスイッチ機構に関し、特に薄型化に好適なスイッチ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種電子機器に使用される押圧型のスイッチ機構として図８に示すような構造のものがある。このスイッチ機構は、フレキシブル基板１００に第一のスイッチ基板部１０１と第二のスイッチ基板部１０２が構成され、各スイッチ基板部１０１、１０２の略中央にそれぞれ第一のスイッチ接点１０３、第二のスイッチ接点１０４が形成されている。第一のスイッチ基板部１０１上に金属板製のクリック板１０５を載置し、該クリック板１０５上に押圧部材１１０を載せ、該押圧部材１１０の上に第二のスイッチ基板部１０２を載置し、該第二のスイッチ接点１０４の上に金属板製のクリック板１０６を載置し、クリック板１０６の上にキートップ１２０を配置した状態で、その上からケース１３０をかぶせてケース１３０の収納部１３３内に上記各部材を収納し、ケース１３０を取付部材１４０に固定することによって構成されている。なお、クリック板１０５とクリック板１０６は、第一のスイッチ接点１０３又は第二のスイッチ接点１０４のいずれを先にオンさせるかを決定するために、反転に必要な押圧力を異ならせている（この例では、クリック板１０６の押圧力よりもクリック板１０５の押圧力が低いこととする）。また、キートップ１２０はケース１３０に設けたガイド部１３１、１３２にそれぞれつば部１２２、操作部１２３の外周面がガイドされた状態で開口１３４から上部が突出するように配置されている。
【０００３】
次に、従来のスイッチ機構の動作について説明する。キートップ１２０の操作部１２３を押圧するとクリック板１０５の押圧力はクリック板１０６の押圧力より低いため、押圧部材１１０の押圧部１１１によりクリック板１０５が反転してクリック感覚を生じるとともに対応する第一のスイッチ接点１０３がオンする（図８（ｂ）参照）。さらにキートップ１２０を押し込めばクリック板１０６が反転しクリック感覚を生じるとともに対応する第二のスイッチ接点１０４がオンする（図８（ｃ）参照）。
【０００４】
ところが、従来例のようにスイッチ機構の薄型化のために、キートップ１２０やケース１３０の厚みを薄くすると、上記第二のスイッチ接点１０４がオンしたとき（図８（ｃ）参照）、キートップ１２０は最も下方に位置し、キートップ１２０のつば部１２２及び操作部１２３の外周面はそれぞれガイド部１３１、１３２にガイドされなくなる。従って、この状態のキートップ１２０は、いずれの方向にも動くことができ、つば部１２２又は操作部１２３がそれぞれガイド部１３１、１３２からずれて、キートップ１２０を元の位置に戻そうとした際にガイド部１３１、１３２の内周面下端に引っかかってキートップ１２０がケース１３０の開口１３４に戻らない恐れがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、たとえ薄型化のために押圧時にケース等のキートップを上下動自在に支持する機能を有するキートップガイド機構にガイドされなくなったキートップであっても、押圧解除後のキートップを確実にキートップガイド機構にガイドされる位置に戻すことができるスイッチ機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、スイッチ接点を支持する機能を有するスイッチ接点支持部材に支持されているスイッチ接点上にキートップを配置するとともに、該キートップを上下動自在に支持するキートップガイド機構を設けてなるスイッチ機構において、スイッチ機構には、キートップガイド機構の機能を失ってキートップが押圧されてスイッチ接点がオンした際にキートップとスイッチ接点支持部材が当接することでキートップがその位置を保持するキートップ位置保持機構を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明はキートップの外周部分とスイッチ接点支持部材の少なくとも何れか一方にキートップを押圧する方向に向かって先細りするようにテーパー状部を設けることにより、キートップ位置保持機構が構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は第一のスイッチ接点上に該第一のスイッチ接点を押圧する押圧部を設けた押圧部材を配置し、該押圧部材の上に第二のスイッチ接点を配置し、第二のスイッチ接点上に第二のスイッチ接点を押圧するキートップを配置し、さらに該キートップを上下動自在に支持するキートップガイド機構を設けてなるスイッチ機構において、スイッチ機構には、キートップガイド機構の機能を失ってキートップが押圧されて第二のスイッチ接点がオンした際に、キートップの外周部分と押圧部材が当接することでキートップがその位置を保持するキートップ位置保持機構を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるスイッチ機構の側断面図、図２は分解斜視図である。両図に示すようにこのスイッチ機構は、取付板１０の上にスイッチ基板２０と押圧部材（スイッチ接点支持部材でもある）３０とキートップ４０とケース（キートップガイド機構でもある）５０とを取り付けて構成されている。以下各構成部品について説明する。なお、図１及び図２は説明の都合上、各部材を実際よりも厚めに記載している。
【００１０】
取付板１０は、略長方形状の金属板であって、その所定位置に取付穴１１を設け、またその短辺の一辺からは折り曲げ部１２を突出して下方向に折り曲げて構成されている。折り曲げ部１２の先端はさらに折り曲げられ取付片１３を構成している。なお、取付板１０は略中央から折り曲げ部１２に向かって下方向に所定角度折り曲げられている。
【００１１】
スイッチ基板２０には、第一のスイッチ基板部２６と第二のスイッチ基板部２７を一枚の合成樹脂フィルム上に形成している。第一のスイッチ基板部２６は略正方形状であり、略中央に第一のスイッチ接点２１が設けられており、該第一のスイッチ接点２１の上には金属板製のクリック板２３が取り付けられている。第二のスイッチ基板部２７は略長方形状であり、その外周から該第二のスイッチ基板部２７を押圧部材３０に載置固定するため舌片状の係止部２８、２９が突出しており、略中央に第二のスイッチ接点２２が設けられており、該第二のスイッチ接点２２の上には金属板製のクリック板２４が取り付けられている。なお、第一のスイッチ基板部２６と第二のスイッチ基板部２７は、実際には、連結部Ａ、Ｂの部分で連結されている。
【００１２】
各スイッチ接点２１、２２は、スイッチ基板２０を構成する合成樹脂フィルムをスペーサーを介して２重に重ねることで、重ねた合成樹脂フィルムに形成したスイッチパターンを対向させることで形成されている。また、スイッチ基板２０には、その所定位置に取付穴２５が設けられている。なお、クリック板２４は、反転に必要な押圧力が押圧部材３０のたわみ部３３がたわむのに必要な力と、クリック板２３の反転に必要な押圧力を加えた力より大きいものを使用する。
【００１３】
押圧部材３０は、モールド樹脂製であり、下面中央には押圧部３１が設けられ、上面には第二のスイッチ基板部２７を収納する凹部３２が設けられており、該凹部３２の内周上端角部を当接部３９とし、凹部３２の下記するたわみ部３３側には挿入孔３６（図１参照）を設け、該挿入孔３６の反対側に凹状の係合部３８を設け、その両側につめ部３７、３７を設けている。また、押圧部材３０には押圧部３１により第一のスイッチ接点２１をオンせしめるためのたわみ部３３が外方に向かって設けられており、該たわみ部３３の先端には押圧部材３０を固定するための固定部３４、３４が設けられている。
【００１４】
図３はキートップ４０を下側から見た斜視図である。同図及び図２に示すようにキートップ４０は、略円板形状の合成樹脂成形板であり、円板状の操作部４１の下部外周につば部４２を設け、該つば部４２の外周下面にキートップ４０の押圧方向に向かって先細りするように、テーパー部４４を設け、操作部４１の下面中央から押圧部４３を突出して構成されている（図１参照）。
【００１５】
図４はケース５０を下側から見た斜視図である。同図及び図２に示すようにケース５０は、モールド樹脂製であり、前記キートップ４０の操作部４１を挿入する開口５１を設け、該開口５１内には、上記キートップ４０の操作部４１及びつば部４２の外周面をそれぞれガイドするガイド部５７、ガイド部５８を設けることによりキートップガイド機構が構成されている。また下面の開口５１から所定距離離れた位置に２つの凹状の押圧部材固定部５２、５２を設けて構成されている。また、押圧部材固定部５２近傍に固定部５３を突設し、また、ケース５０の外壁の一部を下方に伸ばしてなる引き出し部５６の下端近傍に取付穴５４を設けている。なお、５５はその下辺にスイッチ基板２０の上面を当接してスイッチ基板２０を取付板１０に押し付けて位置決めするための係止部である。
【００１６】
そして、このスイッチ機構の組み立てを主として図２を用いて説明すると、まず、押圧部材３０の凹部３２の挿入孔３６と係合部３８にスイッチ基板２０の第二のスイッチ接点部２７の係止部２８、２９を挿入するとともにつめ部３７、３７により係止部２９を係止して上方向への抜けを防止することで第二のスイッチ基板部２７を押圧部３０の凹部３２内に載置固定する。
【００１７】
次にキートップ４０の操作部４１をケース５０の開口５１に挿入し、第二のスイッチ基板部２７と一体化した押圧部材３０の固定部３４、３４をケース５０の押圧部材固定部５２、５２に挿入することにより、ケース５０に押圧部材３０を固定する。
【００１８】
次に、ケース５０の固定部５３をスイッチ基板２０の取付穴２５に挿入し、取付板１０の取付片１３をケース５０の取付穴５４に挿入するとともに、取付穴１１に固定部５３を挿入し取付板１０の下側で固定部５３先端を熱カシメすることで固定する。これによってこのスイッチ機構が完成する。
【００１９】
このとき二段スイッチ機構は図１に示すように、キートップ４０の押圧部４３の下面が、スイッチ基板２０の第二のスイッチ接点２２の上にあるクリック板２４の中央を第二のスイッチ接点２２がオンしないように配置されている。また、スイッチ基板２０の第一のスイッチ接点２１の上にあるクリック板２３は、ケース５０の係止部５５がスイッチ基板２０を取付板１０に押圧することにより、取付板１０の傾斜面上に係止されるため押圧部材３０の押圧部３１との間にすき間を設けた状態で対向して配置されている。さらに、キートップ４０の操作部４１及びつば部４２の外周面はそれぞれケース５０のガイド部５７、５８によってガイドされた状態となっている。
【００２０】
図５、図６及び図７は、本発明にかかるスイッチ機構の動作説明図である。まず、図１に示す状態からキートップ４０を押圧すると、クリック板２４の反転時に必要な押圧力は押圧部３０のたわみ部３３がたわむのに必要な力とクリック板２３の反転時に必要な力を加えた力よりも大きいため、図５に示すように、たわみ部３３が固定部３４、３４を基点としてたわみ、押圧部材３０の押圧部３１が第一のスイッチ接点２１の上に取付けられたクリック板２３の略中央部に当接する。このとき、キートップ４０の操作部４１及びつば部４２の外周面はいまだそれぞれケース５０のガイド部５７、５８によりガイドされている状態を維持している。
【００２１】
さらにキートップ４０を押圧すると（クリック板２３の反転時に必要な押圧力はクリック板２４の反転時に必要な押圧力よりも小さいため）、図６に示すように、押圧部材３０のたわみ部３３がさらにたわみ、クリック板２３が反転して第一のスイッチ接点２１がオンする。このとき、キートップ４０のつば部４２の外周面はケース５０のガイド部５８から外れるが、操作部４１の外周面がガイド部５７によりいまだガイドされている状態を維持している。
【００２２】
そして、さらにキートップ４０を押圧すると、図７に示すように、クリック板２４が反転して第二のスイッチ接点２２がオンする。このとき、キートップ４０の操作部４１及びつば部４２の外周面は、何れもケース５０のガイド部５７、５８から外れ、キートップガイド機構の機能を失う。従って、キートップ４０は、押圧部４３がクリック板２４を反転した状態で、水平方向に動くことができるようになるが、このときキートップ４０のテーパー部４４と押圧部材３０の当接部３９で構成されるキートップ位置保持機構により、テーパー部４４が当接部３９に当接して円周状の当接部３９の中央にキートップ４０が位置が保持され、キートップ４０の押圧部４３は常に第二のスイッチ接点２２の真上位置に位置が保持される。
【００２３】
即ち、キートップ４０のテーパー部４４は押圧方向に向かって先細りする形状であるため、該テーパー部４４が押圧部材３０の当接部３９に当接した場合には、キートップ４０は凹部３２内に位置が保持されることとなり、キートップ４０の操作部４１及びつば部４２がそれぞれケース５０のガイド部５７、５８から外れた後でも、キートップ４０が開口５１に復帰できるように位置が保持される。これにより、キートップ４０の押圧を解除して、第一及び第二のスイッチ接点２１、２２がオフとなるとき、キートップ４０の操作部４１及びつば部４２は確実にそれぞれケース５０のガイド部５７、５８にガイドされる。また、上記構成により、ガイド部５７、５８の高さを薄くすることができ、スイッチ機構の薄型化が図れる。なお、押圧部材３０にたわみ部３３を設けたことで押圧部３１と第一のスイッチ接点２１の間に隙間を設けたので、一段目のスイッチである第一のスイッチ接点２１がオンするまでのストロークを、キートップ４０の押圧部４３に最初から当接している二段目のスイッチである第二のスイッチ接点２２がオンするストロークよりも容易に長くできる。
【００２４】
なお、上記実施例においては、キートップ４０側にテーパー部４４を設け、押圧部材３０の当接部３９と当接させることによりキートップ位置保持機構を構成したが、該キートップ位置保持機構はこれに限定されるものではなく、例えば、キートップ４０のつば部４２にテーパー部４４を設けずに押圧部材３０の当接部３９にテーパー部を設ける構成や、キートップ４０のつば部４２及び押圧部材３０の当接部３９の両方にテーパー部を設ける構成のものでもよい。つまり、キートップ４０が押圧されて第二のスイッチ接点２２がオンした際に、キートップ４０の外周部分が当接することで第二のスイッチ接点２２に対するキートップ４０の位置が保持できる機構であればいずれでもよい。
【００２５】
以上本発明の実施形態を詳細に説明したが本発明はこれら実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲及び明細書と図面全体に記載した技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお実施形態中に現れる各部材の形状、材質はこれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する形状、材質であればどのような形状、材質であっても良い。例えば、二段スイッチ機構の構造を有する実施形態では、可動できる押圧部材がスイッチ接点支持部材となっているが、この二段スイッチ機構の構造に限定されず、一段だけのスイッチ機構にも適用でき、この場合ではスイッチ接点支持部材は固定されたスイッチ接点を支持する部材となる。また図８に示す構造のスイッチ機構にも適用でき、さらに他の各種スイッチ機構にも適用できる。また、キートップは円板形状に限定されず、いずれの形状であっても良い。また、キートップの外周部分とスイッチ接点支持部材の少なくとも何れか一方に設けられるテーパー状部は全周にわたって設ける必要はなく、所々が切れていても良い。さらに、スイッチ基板は、本実施形態では合成樹脂フィルムを用いて構成しているが、硬質基板等であっても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、以下のような優れた効果を有する。
▲１▼スイッチ機構に、キートップが押圧されてスイッチ接点がオンした際にキートップとスイッチ接点支持部材が当接することでキートップがその位置を保持するキートップ位置保持機構を設けたので、薄型化のために押圧時にキートップガイド機構にガイドされなくなったキートップの位置の保持が行なえ、押圧を解除した後にキートップを再びキートップガイド機構にスムーズにガイドされるように復帰させることができる。
【００２７】
▲２▼特に、キートップとスイッチ接点支持部材の少なくとも何れか一方に、キートップを押圧した際にスイッチ接点の外周上部においてキートップの外周とスイッチ接点支持部材が当接することでキートップをスイッチ接点に対して所定の位置に導くようにキートップの押圧方向に向かって先細りするテーパー状部を設けた場合は、押圧を解除した後のキートップをキートップガイド機構に容易且つ確実にガイドされるように復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスイッチ機構の側断面図である。
【図２】本発明にかかるスイッチ機構を示す分解斜視図である。
【図３】キートップ４０を下側から見た斜視図である。
【図４】ケース５０を下側から見た斜視図である。
【図５】本発明にかかるスイッチ機構の動作説明図である。
【図６】本発明にかかるスイッチ機構の動作説明図である。
【図７】本発明にかかるスイッチ機構の動作説明図である。
【図８】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 取付板
１３ 取付片
２０ スイッチ基板
２１ 第一のスイッチ接点
２２ 第二のスイッチ接点
２３ クリック板
２４ クリック板
３０ 押圧部材（スイッチ接点支持部材）
３１ 押圧部
３３ たわみ部
３４ 固定部
３９ 当接部
４０ キートップ
４２ つば部
４３ 押圧部
４４ テーパー部
５０ ケース（キートップガイド機構）
５７ ガイド部
５８ ガイド部

Claims (3)

1. スイッチ接点支持部材に支持されているスイッチ接点上にキートップを配置するとともに、該キートップを上下動自在に支持するキートップガイド機構を設けてなるスイッチ機構において、
   前記スイッチ機構には、前記キートップガイド機構の機能を失って前記キートップが押圧されてスイッチ接点がオンした際にキートップとスイッチ接点支持部材が当接することでキートップがその位置を保持するキートップ位置保持機構を設けたことを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記キートップの外周部分とスイッチ接点支持部材の少なくとも何れか一方にキートップを押圧する方向に向かって先細りするようにテーパー状部を設けることにより、前記キートップ位置保持機構が構成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチ機構。
3. 第一のスイッチ接点上に該第一のスイッチ接点を押圧する押圧部を設けた押圧部材を配置し、該押圧部材の上に第二のスイッチ接点を配置し、第二のスイッチ接点上に第二のスイッチ接点を押圧するキートップを配置し、さらに該キートップを上下動自在に支持するキートップガイド機構を設けてなるスイッチ機構において、
   前記スイッチ機構には、前記キートップガイド機構の機能を失って前記キートップが押圧されて第二のスイッチ接点がオンした際に、キートップの外周部分と押圧部材が当接することでキートップがその位置を保持するキートップ位置保持機構を設けたことを特徴とするスイッチ機構。

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