JP4201682B2 - 二段押圧スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、二段押圧スイッチに関するものである。

従来、スイッチの中には、キートップを押圧するとまず第一のスイッチがオンし、さらにキートップを押し込むと第二のスイッチもオンする構造の二段押圧スイッチがある。

この種の二段押圧スイッチとして特許文献１に記載されたものがある。特許文献１の図１に示す二段押圧スイッチは、取付板の上に第一のスイッチを設置し、第一のスイッチの上に、その下面に押圧部を設けると共にその上面に第二のスイッチを設置しさらにその側部からアーム状のヒンジ（たわみ部）を突出してその先端を固定した押圧部材を載置し、さらに第二のスイッチの上に第二のスイッチを押圧する押圧部を設けたキートップ（つまみ）を設置して構成されている。そしてキートップを押圧すれば、ヒンジがたわむことで押圧部材の押圧部が第一のスイッチをオンし、さらにキートップを押圧すれば、キートップの押圧部が第二のスイッチをオンする。

しかしながら、上記従来の二段押圧スイッチにおいてキートップを押圧するのに必要な押圧力は、スイッチをオンするのに必要な押圧力の他に、押圧部材のヒンジをたわめるのに必要な押圧力が必要となり、このため二段押圧スイッチの押圧感覚が重くなり、良好なクリック感覚が得られなくなる恐れがあった。またヒンジにはスイッチをオンオフ動作させる度にたわみによる応力がかかるので劣化しやすく、二段押圧スイッチの高寿命化が図れなかった。

さらに押圧部材は、その上に載置した第二のスイッチをキートップによって押圧してオンする際に第二のスイッチを確実に保持しておくため、ある程度剛性を持たせておく必要がある。そのため押圧部材はその厚みをある程度厚くしておく必要があるが、そうすると二段押圧スイッチの厚みの薄型化が阻害されるという問題もあった。

一方特許文献１の図１２に示す二段押圧スイッチのように、ヒンジを省略してフリーの状態とした押圧部材を用いる方法も考えられている。このように構成すればキートップを押圧した際にヒンジをたわめる応力は不要で、クリック感覚を良好にすることができ、またヒンジがない分、高寿命化が図れる。しかしながらこの二段押圧スイッチの場合、押圧部材はフリーで確実にはガイドされていないので、キートップを押圧した際にぐらついて押圧部材の押圧部が正確にこれが押圧する第一スイッチの中心部分を押圧できず、この点から二段押圧スイッチの押圧感覚が悪くなる恐れがあった。また前述の場合と同様に、押圧部材は、その上に載置した第二のスイッチを、その上に設置したキートップによって押圧してオンする際に第二のスイッチを確実に保持しておくため、ある程度剛性を持たせておく必要がある。そのため押圧部材はその厚みをある程度厚くする必要があるが、そうすると二段押圧スイッチの厚みの薄型化が阻害されるという問題があった。
特開２００２−２７９８５３号公報

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、良好なクリック感覚が得られ、且つその薄型化・高寿命化を図ることができる二段押圧スイッチを提供することにある。

本願の請求項１に記載の発明は、取付部材上に設置される第一のスイッチと、キートップ下面に設置される第二のスイッチとを所定距離離間した状態で互いに対向して設置し、前記第一，第二のスイッチに対向する位置にそれぞれ押圧部を設けたスイッチ押圧部材をこれら第一，第二のスイッチの間に設置し、前記キートップの上にケースを被せてケースに設けた穴から前記キートップに設けた押釦部を突出してなる二段押圧スイッチにおいて、前記スイッチ押圧部材の押圧部からその押圧方向に垂直な方向に向けて突出するガイド部を設けてこのガイド部に貫通部を設けるとともに、前記キートップにも貫通部を設け、前記取付部材に設けた突起部を前記スイッチ押圧部材の貫通部と前記キートップの貫通部とに移動自在に挿入することで前記スイッチ押圧部材全体及びキートップ全体がその押圧方向に向けて平行移動するようにガイドするガイド機構を構成し、さらに前記取付部材の突起部の上端面を前記ケース下面に当接又は接近させることでキートップ及びスイッチ押圧部材の突起部からの抜けを防止したことを特徴とする二段押圧スイッチにある。

本願の請求項１に記載の発明によれば、第一，第二のスイッチを互いに対向して設置するとともに、スイッチ押圧部材を第一，第二のスイッチの間に設置するように構成したので、スイッチ押圧部材は第一，第二のスイッチの何れも載置して保持する必要がなく、従ってその厚みを薄くでき、これによって二段押圧スイッチの薄型化が図れる。

また本願の請求項１に記載の発明によれば、スイッチ押圧部材全体をその押圧方向に向けて平行移動するようにガイドするガイド機構を設けたので、ヒンジのようにキートップを押圧した際にこれをたわめる必要がなく、スイッチをオンするための押圧力は第一，第二のスイッチをオンするのに必要な押圧力だけでよくなり、その操作力を軽く良好にできる。特にスイッチがその上に反転板を設置してなる構造のスイッチの場合、これを反転することによって生じるクリック感覚を良好にすることができる。

また本願の請求項１に記載の発明によれば、ガイド機構を、スイッチ押圧部材のガイド部に設けた貫通部に、取付部材に設けた突起部を移動自在に挿入して構成したので、スイッチ押圧部材全体の前記平行移動が簡単な構造で確実に行える。またスイッチ押圧部材にこのような構造のガイド機構を設置したので、スイッチをオンする際にスイッチ押圧部材がぐらつくことはなくなり、スイッチ押圧部材の押圧部が正確にこれが押圧する第一，第二スイッチの中心部分を押圧でき、その押圧感覚を良好に保てる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる二段押圧スイッチ１の分解斜視図である。また図３は組み立てられた二段押圧スイッチ１の斜視図である。図１に示すように二段押圧スイッチ１は、取付部材６０の上に、第一のスイッチ５１及び第二のスイッチ５２を設けたフレキシブル基板４０と、スイッチ押圧部材３０と、キートップ２０とを設置し、さらにその上をケース１０で覆って構成されている。以下各構成部品について説明する。

ケース１０は固定側の部材であって合成樹脂等で構成され、その上面に設けた穴１１から下記するキートップ２０の押釦部２６を突出した状態で二段押圧スイッチ１の上面を覆う形状に形成されている。図１ではケース１０の一部分のみを図示しているが、このケース１０は電気機器の外装ケースであり、他の各種電子部品も覆う形状に形成されている。

キートップ２０は、略矩形の平板状に形成された基部２１の上面に、略直方体形状の押釦部２６を設けて構成されている。基部２１の一方の対角に位置する二つの角部には、貫通孔からなる貫通部２２，２３が設けられている。貫通部２２，２３は、下記する取付部材６０に設けた突起部６３，６４を挿入した際に、キートップ２０が往復上下動自在に支持されるように突起部６３，６４の外径よりも若干大きな内径に形成されている。また基部２１下面の、貫通部２２，２３とは別の対角に位置する二つの角部下面には、フレキシブル基板４０を挟持するためにスリット状に形成された基板取付部２４，２５が形成されている。基板取付部２４は図２に示すように、基部２１の下面からキートップ２０の内側に向かってＬ字状の突起部２４ａを突出させることで、突起部２４ａと基部２１の下面との間にスリット２４ｂを形成して構成されている。スリット２４ｂの隙間寸法はその間にフレキシブル基板４０を挟んでズレない程度に固定することができる寸法に形成されている。もう一つの基板取付部２５も、基板取付部２４と同じ形状で、その向きが基板取付部２４に向き合う向き（キートップ２０の内側向き）に向かってＬ字状の突起部２５ａを突出させることで、突起部２５ａと基部２１の下面との間にフレキシブル基板４０を挟んでズレない程度に固定する間隔のスリット２５ｂを形成して構成されている。

図１に戻ってスイッチ押圧部材３０は、合成樹脂を略平板状に成形したものであり、略円形に形成された本体部３１中央の上下面からそれぞれ下記する第一，第二のスイッチ５１，５２に対向する押圧部３２，３３（図４参照）を突出して設け、且つ押圧部３２，３３からその押圧方向（上下動方向）に垂直な方向に向けて一対の互いに反対方向に延びる互いに長さの等しいアーム状のガイド部３４，３５を突出して構成されている。ガイド部３４，３５の先端部近傍には貫通孔からなる貫通部３６，３７が設けられている。この貫通部３６，３７は、下記する突起部６３，６４を挿入した際にスイッチ押圧部材３０が上下押圧方向（下記するように重ね合わせた第一，第二のスイッチ５１，５２の中央を結ぶ線方向）に向けて平行移動自在となるように突起部６３，６４の外径よりも若干大きな内径に形成されている。なお、３８は成形時に金型の樹脂注入孔を接続していた接続部である。

次にフレキシブル基板４０は、一枚のフイルム上に基板部４１と基板部４２とを設け、これらを連結部４３で連結して構成されている。基板部４１と基板部４２の同一面側にはそれぞれ第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２が設けられている。第一のスイッチ５１は、基板部４１上面に形成されたスイッチパターン５５の上にドーム形状の弾性金属板からなる反転板（以下この実施の形態では「可動接点板」という）５３を載置して構成されており、押圧されることで図示しない基板部４１上面に形成されたスイッチパターンに接触している可動接点板５３が反転してスイッチパターン５５に当接し、両スイッチパターン間が接続してスイッチがオンする。第二のスイッチ５２も第一のスイッチ５１と同様、基板部４２上面に形成されたスイッチパターン５６の上にドーム形状の弾性金属板からなる反転板（以下この実施の形態では「可動接点板」という）５４を載置して構成されており、押圧されることで図示しない基板部４２上面に形成されたスイッチパターンに接触している可動接点板５４が反転してスイッチパターン５６に当接し、両スイッチパターン間が接続してスイッチがオンする。なお本実施の形態では、可動接点板５３と可動接点板５４の反転に必要な押圧力を異ならせておくことで、第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２をオンさせるのに必要な押圧力を異ならせている。

取付部材６０は固定側の部材であって成形樹脂製であり、略矩形状で平板状の基部６１の一側辺から側壁部６２を垂直に立接して構成されている。基部６１の上面の互いに対角に位置する二つの角部には、突起部６３，６４が設けられている。突起部６３，６４は円柱状で、前記スイッチ押圧部材３０に設けた貫通部３６，３７に挿入されると共に、キートップ２０に設けた貫通部２２，２３にも挿入されるようにこれらに対向する位置に設けられている。さらに基部６１の突起部６３，６４と反対の対角に位置する二つの角部には、基板取付部６５，６６が形成されている。基板取付部６５，６６はキートップ２０下面に設けた基板取付部２４，２５と同形状で、基部６１の上面から基部６１の内側に向かってＬ字状の突起部６５ａ，６６ａを突出させることで、突起部６５ａ，６６ａと基部６１の上面との間にスリット６５ｂ，６６ｂを形成したものである。スリット６５ｂ，６６ｂの隙間寸法はその間にフレキシブル基板４０を挟んでズレない程度に固定することができる寸法に形成されている。

次に二段押圧スイッチ１の組み立て手順を説明する。図２は二段押圧スイッチ１の組み立て途中の状態を示す図である。同図に示すように、まず取付部材６０の基部６１の上面にフレキシブル基板４０の基板部４１を、第一のスイッチ５１を設けた側が上向きとなるように載置する。このとき基板取付部６５のスリット６５ｂと基板取付部６６のスリット６６ｂとに基板部４１の両側辺を差し込んで固定する。続いてキートップ２０を図１に示す状態から上下反転させて、その下面にフレキシブル基板４０の基板部４２を、第二のスイッチ５２を設けた側が上向きとなるように載置する。このときもキートップ２０に設けた基板取付部２４のスリット２４ｂと基板取付部２５のスリット２５ｂとに基板部４２の両側辺を差し込んで固定する。

ここで基板取付部６５，６６及び基板取付部２４，２５にフレキシブル基板４０を差し込んで固定する手段を用いたことで、熱カシメする手法によってフレキシブル基板４０を固定する従来の手段よりも、フレキシブル基板４０の取付けが簡単になり作業性が向上する。また、熱カシメにより固定するとカシメた部分の厚みが厚くなるが、基板取付部６５，６６及び基板取付部２４，２５は熱カシメによる固定部よりもその厚みを薄く形成することができるので、これにより二段押圧スイッチ１の薄型化を図ることができる。

次に基板部４１の上にスイッチ押圧部材３０を載置し、その際取付部材６０の突起部６３，６４をスイッチ押圧部材３０の貫通部３６，３７に挿入する。そして、キートップ２０を取り付けた基板部４２を連結部４３の部分で折り返してスイッチ押圧部材３０の上に重ね、その際両突起部６３，６４をキートップ２０の両貫通部２２，２３に挿入する。そしてその上に図１に示すケース１０を被せ、ケース１０の穴１１からキートップ２０の押釦部２６を突出させ、この状態でケース１０と取付部材６０間を図示しない固定手段によって固定すれば図３に示すような二段押圧スイッチ１が完成する。なお図３及び下記する図４に示すように、ケース１０を被せることで、突起部６３，６４の上端面がケース１０に当接又は接近するので、キートップ２０やスイッチ押圧部材３０が突起部６３，６４から抜け落ちることはない。

図４は二段押圧スイッチ１の概略断面図である。図４に示すように二段押圧スイッチ１は、取付部材６０上に設置された第一のスイッチ５１とキートップ２０の下面に設置された第二のスイッチ５２とが所定距離離間した状態で互いに対向している。そして、これら第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２の間にスイッチ押圧部材３０が設置され、スイッチ押圧部材３０の押圧部３３，３２が第一，第二のスイッチ５１，５２の中央に対向する位置に設置される。スイッチ押圧部材３０は、取付部材６０の一対の突起部６３，６４とこれら一対の突起部６３，６４が移動自在に挿入されているスイッチ押圧部材３０の一対の貫通部３６，３７とによって構成されるガイド機構によって、第一のスイッチ５１の中央と第二のスイッチ５２の中央とを結ぶ線の方向（スイッチ押圧部材３０の押圧方向）に往復平行移動自在となるようにガイドされている。また、キートップ２０も、これに設けた一対の貫通部２２，２３に一対の突起部６３，６４を移動自在に挿入することで、キートップ２０の押圧方向に往復平行移動自在となるようにガイドされている。

次に二段押圧スイッチ１の動作を説明する。図４において、キートップ２０の押釦部２６を押圧すると、突起部６３，６４と貫通部２２，２３とによるガイド機構によってガイドされたキートップ２０は真下に向かって平行に下降し（フリーの状態で平行移動し）、対向する第一，第二のスイッチ５１，５２がスイッチ押圧部材３０の押圧部３３，３２によって同時に略同じ押圧力で押圧される。これにより例えば可動接点板５３の反転に必要な押圧力の方を可動接点板５４の反転に必要な押圧力よりも弱くしておけば、まず可動接点板５３が反転して第一のスイッチ５１がオンし、さらにキートップ２０を押圧すれば、可動接点板５４が反転して第二のスイッチ５２がオンする。一方前記キートップ２０への押圧を解除していけば、まず可動接点板５４が元の状態に自動復帰して第二のスイッチ５２がオフし、さらにキートップ２０への押圧を解除していけば、可動接点板５３も元の状態に自動復帰して第一のスイッチ５１もオフする。もちろん可動接点板５３の反転に必要な押圧力の方を可動接点板５４の反転に必要な押圧力よりも強くしておけば、上記とは逆の順序で第一，第二のスイッチ５１，５２がオンオフする。

ところで従来の二段押圧スイッチでは、前述のようにスイッチ押圧部材がヒンジによって支持されていたため、スイッチを押圧する際の押圧力にヒンジを撓めるための力が加わってしまい、その分押圧操作に大きな力が必要でクリック感覚が良好でなくなる恐れがあった。これに対して本実施の形態の二段押圧スイッチ１では、スイッチ押圧部材３０全体が第一，第二のスイッチ５１，５２の中央（即ち押圧される部分）同士を結ぶ線の方向に平行移動するように（即ち第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２とを結ぶ線の方向にフリーに移動できる状態で）ガイドされているので、第一，第二のスイッチ５１，５２をオンするのに必要な押圧力は、可動接点板５３，５４の反転に必要な力だけであり、その分軽い押圧力で第一，第二のスイッチ５１，５２をオンでき、クリック感覚が良好になる。また従来のヒンジのように操作時に応力が生じる部分が無くなり、二段押圧スイッチ１の高寿命化を図ることができる。

また従来の二段押圧スイッチに必要だったヒンジを設けるスペースが不要になることで、二段押圧スイッチ１の小型化を図ることができる。またスイッチ押圧部材３０にはヒンジのように撓める部分が必要ないので、その厚みを薄く形成しても何ら耐久性に問題が生じない。従ってスイッチ押圧部材３０を薄くすることが可能となり、これによって二段押圧スイッチ１の薄型化を図ることができる。

さらにこの実施の形態においては、スイッチ押圧部材３０の押圧部３２，３３からその押圧方向に垂直な方向に向けて突出するガイド部３４，３５に設けた貫通部３６，３７を、固定側の部材である取付部材６０に設けた突起部６３，６４に移動自在に挿入することでガイド機構を構成したので、スイッチ押圧部材３０全体の平行移動が簡単な構造で確実に行える。またスイッチ押圧部材３０にこのような構造のガイド機構を設置したので、第一，第二のスイッチ５１，５２をオンする際にスイッチ押圧部材３０がぐらつくことはなくなり、スイッチ押圧部材３０の押圧部３２，３３が正確に第一，第二スイッチ５１，５２の中心部分を押圧でき、その押圧感覚を良好に保てる。スイッチ押圧部材３０のぐらつき防止のためには、この実施の形態のように、ガイド部３４，３５や貫通部３６，３７や突起部６３，６４は複数であることが好ましい。

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載され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。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。

例えば貫通部２２，２３，３６，３７は貫通溝で構成しても良い。また上記実施の形態では、第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２とを一枚のフレキシブル基板４０上に設けた場合を示したが、第一のスイッチ５１を設けたフレキシブル基板と第二のスイッチ５２を設けたフレキシブル基板とを二枚別々にしてもよい。第一のスイッチ５１と第二のスイッチ５２の構造も上記実施の形態に限られるものではない。例えば上記実施の形態では、第一，第二のスイッチ５１，５２をフレキシブル基板４０上に形成した各々２つから成るスイッチパターンの上に、可動接点板５３，５４を配置して構成したが、上下のフレキシブル基板に間隙を有して対向して形成されているスイッチパターンの部分の上部フレキシブル基板の上部表面に反転板を配置して構成されるスイッチで構成してもよい。

本発明にかかる二段押圧スイッチ１の分解斜視図である。 取付部材６０とキートップ２０にフレキシブル基板４０を取り付けた状態を示す図である。 二段押圧スイッチ１の斜視図である。 二段押圧スイッチ１の概略断面図である。

符号の説明

１ 二段押圧スイッチ
１０ ケース
２０ キートップ
２２ 貫通部
２３ 貫通部
３０ スイッチ押圧部材
３２ 押圧部
３３ 押圧部
３４ ガイド部
３５ ガイド部
３６ 貫通部
３７ 貫通部
４０ フレキシブル基板
４１ 基板部
４２ 基板部
４３ 連結部
５１ 第一のスイッチ
５２ 第二のスイッチ
５３ 可動接点板
５４ 可動接点板
６０ 取付部材
６３ 突起部
６４ 突起部

Claims (1)

1. 取付部材上に設置される第一のスイッチと、キートップ下面に設置される第二のスイッチとを所定距離離間した状態で互いに対向して設置し、
   前記第一，第二のスイッチに対向する位置にそれぞれ押圧部を設けたスイッチ押圧部材をこれら第一，第二のスイッチの間に設置し、
   前記キートップの上にケースを被せてケースに設けた穴から前記キートップに設けた押釦部を突出してなる二段押圧スイッチにおいて、
   前記スイッチ押圧部材の押圧部からその押圧方向に垂直な方向に向けて突出するガイド部を設けてこのガイド部に貫通部を設けるとともに、前記キートップにも貫通部を設け、前記取付部材に設けた突起部を前記スイッチ押圧部材の貫通部と前記キートップの貫通部とに移動自在に挿入することで前記スイッチ押圧部材全体及びキートップ全体がその押圧方向に向けて平行移動するようにガイドするガイド機構を構成し、
   さらに前記取付部材の突起部の上端面を前記ケース下面に当接又は接近させることでキートップ及びスイッチ押圧部材の突起部からの抜けを防止したことを特徴とする二段押圧スイッチ。

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