JP4318368B2 - 押釦スイッチ用部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機器、工業用操作パネル、自動車用スイッチなどの各種スイッチにおいて、操作時にクリック感を生じる小型、薄型の押釦用スイッチ部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、スイッチ操作時にクリック感を発生することのできる押釦スイッチとしては、図4に示したように、押釦1とその押釦1の下面に組み込まれた機械的な機能部品(スイッチ機能部)2とからなるメカニカルスイッチ3があり、これは押釦1の繰り返し押圧動作によりONとOFFとの切替を機械的な機能部品2が行うものであった。
【0003】
また、図5に示したように、押釦1とその押釦1の下面にドーム状のゴム部材4を配置し、このゴム部材4の下面に可動接点5を設け、この可動接点5と対向する基板6上に固定接点7を配置したスイッチ機能部を構成したゴム弾性スイッチ8があり、これは押釦1の繰り返し押圧動作にゴム部材4の反発力により追従してONとOFFとの切替を行うものであった。
【0004】
これらの他に、小型、薄型の要望に応えるべく、図6に示したように、押釦1とカバー部材9とを同一のウレタン樹脂で成型し、押釦1の下面の基板6上に金属製皿バネ10の中央部に可動接点5を設け、この可動接点5と対向する基板6上に固定接点7を配置したスイッチ機能部を構成してクリック感を発生させるようにした金属弾性スイッチ11もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の操作時にクリック感を生じる押釦スイッチにあっては、直接押圧操作される押釦1と、この押圧された押釦1の押圧力を受けて動作するスイッチ機能を果たすスイッチ機能部とが、別の部材として存在しており、いずれのスイッチにあっても押釦スイッチ自体がある程度の高さと容積を必要とし、さらなる小型、薄型の要望に応えることができるものではなかった。
【0006】
また、小型のメカニカルスイッチ3では、機械的な機能部品2が小さな容積の中で上下動作を繰り返すといった条件を満足させるため、高反発力のクリック感を得られる機構が組み込めなかった。
【0007】
ドーム状のゴム部材4の弾性力を利用したゴム弾性スイッチ8の場合には、反発力をゴム部材4自体の特性を利用するため、高反発力のクリック感を得ることは難しかった。
【0008】
押釦1の下面に金属製皿バネ10を取り付けてウレタン樹脂で一体成形した金属弾性スイッチ11にあっては、押釦1とカバー部材9とが一体のウレタン樹脂の薄肉成型品であるため、軟弱である押釦1で反発力の高い金属製皿バネ10を押すため、押圧操作した際に違和感を感じることとなり、良好な高反発力のクリック感を得るには至らなかった。
【0009】
また、ウレタン樹脂の特性から押釦1とカバー部材9とが変色してしまうといった問題があり、商品価値が劣るものであった。
【0010】
そこで、この発明は、以上のような従来の押釦スイッチの問題を解消するために、小型、薄型でありながら良好な高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供することを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項1に記載の発明は、押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記脚部に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴としている。
【0012】
請求項2に記載の発明は、押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記該突出部の周りに形成した前記突出部より僅かに長い真下へ向かいその先端に可動接点を設けた環状突起を有するとともに、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記環状突起に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴としている。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加えて、前記押圧部の表面に機能表示部を設け、前記押釦スイッチ用部材の内部に設けられた光源から発せられる光が前記板バネの貫通孔を通して前記機能表示が照射されるようにしたこと特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図1及び図3によって説明する。
【0015】
[発明の実施の形態1]
図1は、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態1を示した要部縦断面図である。
【0016】
カバー部材本体12は押圧操作を受ける押圧部13と、この押圧部13の周縁から下方に向かう肉厚の大きい筒状の脚部14と、この脚部14の底部周縁部より外方に延出したカバー部15とからなり、押圧部13、脚部14及びカバー部15の外表面には、全体を被覆する黒色の塗装被膜16が形成されている。
【0017】
押圧部13の裏面17の中央部には、脚部14の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部18が形成されており、この突出部18の先端には導電性ゴムの可動接点19が設けられている。
【0018】
押圧部13、脚部14、カバー部15及び突出部18は、同一の透明乃至半透明の弾性のある樹脂にて一体に成型される。
【0019】
押圧部13と脚部14と突出部18に設けられた可動接点19とからなる押釦20は、カバー部材本体12に対して単数又は複数併設して使用されるが、カバー部材本体12自体は、可動接点19に対向した固定接点21を設けた基板22を覆うようにして機器本体(図示せず)等に取り付けられている。
【0020】
押圧部13の表面の一部には、塗装被膜16をレーザー等を使用してエッチング加工して文字、符号または図形などの形をした透光性の機能表示部23が設けられている。
【0021】
押釦20の押圧部13の中央部であって、押圧部13の内部には、逆椀状の金属製板バネ24が埋め込まれている。金属製板バネ24は平面から見てほぼ円形をしており、その外周部25は脚部14に掛かる大きさとしている。
【0022】
金属製板バネ24の中央部には貫通孔26が設けられており、押釦20の内部に設けられた光源(図示せず)から発せられる光を機能表示部23へ照射させるための通路としている。
【0023】
貫通孔26は、バーリング加工等により金属製板バネ24の凹部側へリブ33を突出するようにして、後述するように成型時の位置決めに利用することもよい。
【0024】
以下、この発明の実施の形態1の作用について説明する。
【0025】
押釦20の押圧部13に指をかけてそのまま押釦20を押し下げると、可動接点19が基板22側の固定接点21に接触してスイッチがONの状態となる。
【0026】
そこで、さらに押釦20を押し下げると突出部18が圧縮されていく。すると、金属製板バネ24の外周部25は肉厚が大きく剛性の高い脚部14に支えられているため、金属製板バネ24の中央部が押圧部13の降下に伴って押し下げられ、金属製板バネ24が大きく変形する瞬間にクリック感が生じる。
【0027】
この金属製板バネ24が変形するタイミングは、突出部18の先端の可動接点19が基板22側の固定接点21に接触して、突出部18が圧縮される頃に設定するとよい。
【0028】
このクリック感を感じたら、それまで押し下げ動作をしていた指を押圧部13から離すことで、圧縮されていた突出部18の弾性復元力と金属製板バネ24の反発力が働いて押釦20の位置が元の位置に復元することになる。
【0029】
この実施の形態1では、金属製板バネ24の反発弾性性能によるクリック感を得ることができるため、単独の樹脂材の反発弾性性能だけに頼る場合に比べて高い反発力が得られる。
【0030】
しかも、高いクリック感を発生する金属製板バネ24は押釦20の押圧部13の高さ(肉厚)内に収められているから、従来のようにクリック感を得るための空間を別途設ける必要がなく、それだけスイッチを小型化、薄型化することができる。さらに、押圧部13自体がクリック感を発生する構造であるから操作時の違和感もない。
【0031】
実施の形態1では、高い反発弾性性能を得るため金属製板バネ24を採用したが、同等の反発弾性性能を有し押圧部13に埋め込めるものであればその他の材料であってもよいことは勿論である。
【0032】
[発明の実施の形態2]
以下、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態2について説明する。
【0033】
図2は、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態2を示した要部縦断面図である。
【0034】
実施の形態2では、押圧部13の裏面17の中央部には、脚部14の高さより僅かに短い下方へ向かう1本の突出部18を形成する他、この突出部18の周りに1条の環状突起27を形成している。
【0035】
環状突起27は突出部18より僅かに長く肉厚も大きくしており、環状突起27の先端には導電性ゴムの可動接点28を設けている。
【0036】
基板22には、突出部18の可動接点19と対向した固定接点21と、環状突起27の可動接点28と対向した固定接点29とが設けられている。
【0037】
押釦20の押圧部13の中央部であって、押圧部13の内部には、逆椀状の金属製板バネ24が埋め込まれている。金属製板バネ24は平面から見てほぼ円形をしており、その外周部25は環状突起27に掛かる大きさとしている。
【0038】
その他の構成については、実施の形態1と同様であるため同一の構成には同一の符号を付与し説明を省略する。
【0039】
以下、この発明の実施の形態2の作用について説明する。
【0040】
押釦20の押圧部13に指をかけてそのまま押釦20を押し下げると、押圧部13の環状突起27と脚部14との間に当たる環状の薄肉部が下方へ撓んで、最初に環状突起27の可動接点28が基板22側の固定接点29に接触して、それに対応した回路がONの状態になる。
【0041】
そこで、さらに押釦20を押し下げると、突出部18の可動接点19が基板22側の固定接点21に接触して、それに対応した回路がONの状態となる。
【0042】
そして、さらに押圧部13が押し下げられていくと、突出部18が圧縮されながら降下していき金属製板バネ24の外周部25は剛性の高い環状突起27に支えられているため、金属製板バネ24の中央部が押圧部13の降下に伴って押し下げられ、金属製板バネ24が大きく変形する瞬間にクリック感が生じる。
【0043】
このクリック感を感じたら、それまで押し下げ動作をしていた指を押圧部13から離すことで、圧縮されていた突出部18の弾性復元力と金属製板バネ24の反発力とが働いて押釦20の位置が元の位置に復元することになる。
【0044】
この実施の形態2によれば、一つの押釦に二つのスイッチ機能を持たせた押釦スイッチであっても、小型、薄型にすることが可能であり、しかも良好な高反発力のクリック感が得られる。
【0045】
【実施例】
以下、この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法につき、その実施例を説明する。
【0046】
[実施例1]
図3は、この発明の実施の形態1の押釦スイッチ用部材を成型する金型の要部縦断面図である。
【0047】
この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法の実施例1では、金属製板バネ24の材料をSUS304とした。
【0048】
雄側(コア側)の金型30には、押釦部13の突出部18を成型するための穴31を設けた中空の柱32が形成されている。
【0049】
まず、押釦部13に埋め込まれる金属製板バネ24を、図3に示したように、雄側(コア側)の金型30にある中空の柱32の上端に載せる。この際、金属製板バネ24の中央に設けた貫通孔26のリブ33が突出部18用の穴31に挿入するようにすれば、自動的に金属製板バネ24の位置決めが行われる。
【0050】
なお、シリコーンゴム又はエラストマーとの接着性向上のために、予め金属製板バネ24にはプライマーC(信越化学工業(株)製)を約15μ厚にスプレー塗装しておくとよい。
【0051】
押圧部13、脚部14、カバー部15及び突出部18は、材料として流動性の高い液状シリコーンゴムKE−1980(信越化学工業(株)製)を使用し、温度150℃、時間50秒、圧力150Paの条件で一体に成型した。
【0052】
ポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系のエラストマーで硬度の低いハイトレル30°〜80°(ASTM、D−2240、ショアD)のペルプレン等でも成型は可能である。この場合の成型条件は、温度140℃、時間35秒、圧力150Paである。
【0053】
カバー部材本体12の成型品が完成したら、突出部18の先端部にカーボン粒子(電気化学工業(株)製デンカブラック又はライオン・アクゾ(株)製EC−DJ600)を配合した導電性カーボンインクをシルクスクリーン法にて可動接点17を形成し、溶剤を赤外線温風乾燥炉で取り除き硬化させて、押釦スイッチ用部材を完成させる。
【0054】
なお、カバー部材本体12の押圧部13の表面の一部には、塗装被膜16をレーザー等を使用してエッチング加工して文字、符号または図形などの形をした透光性の機能表示部23を形成するが、シリコーン印刷による表面処理も可能である。
【0055】
[実施例2]
この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法の実施例2では、金属製板バネ24として、材料をSUS301としリブ33のない貫通孔26のみの形状としたものを採用した。
【0056】
以下、実施例2について実施例1と異なる点についてのみ説明する。
【0057】
実施例2の金属製板バネ24の金型へのセット方法としては、金属製板バネ24の外形に合う凹みを形成したベークライト製治具に予め振動配列機等を使用して金属製板バネ24を配列しておき、金属製板バネ24を雄側(コア側)の金型30にある中空の柱32との位置を合わせて目的とする柱32に乗せたら、雄側(コア側)の金型30に磁気を作用させて固定する。
【0058】
押圧部13、脚部14、カバー部15及び突出部18は、流動性の高い液状シリコーンゴムKE−9511U(信越化学工業(株)製)を100材料部に、加硫材C−8(信越化学工業(株)製)を0.5材料部数加えてミキシングロールで30分間混練した後、所定の寸法に裁断したシート材を金型に収め、温度170℃、時間160秒、圧力150Paの成型条件で所望の成型品を得た。
【0059】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載の発明によれば、押釦の押圧部に指をかけてそのまま押釦を押し下げると、可動接点が基板側の固定接点に接触してスイッチがONの状態になり、さらに押圧部が押し下げられていくと突出部が圧縮され押圧部の降下に伴って板バネの中央部が押し下げられるが、板バネの外周部は剛性の高い脚部に支えられているため、板バネが大きく変形する瞬間にクリック感が得られるとともに、極小型、極薄形でありながら高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供できる。
【0060】
請求項2に記載の発明によれば、押釦の押圧部に指をかけてそのまま押釦を押し下げると、最初に環状突起の可動接点が基板側の固定接点に接触して、それに対応した回路がONの状態になり、さらに押圧部が押し下げられていくと突出部が圧縮され押圧部の降下に伴って板バネの中央部が押し下げられるが、板バネの外周部は剛性の高い環状突起に支えられているため、板バネが大きく変形する瞬間にクリック感が得られるとともに、極小型、極薄形でありながら高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供できる。
【0061】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加え、板バネとして透光性のない材料を使用しても、貫通孔を光が通過することにより押釦の内部に設けられた光源から発せられる光によって押釦の表面に設けた機能表示部を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1の押釦スイッチ用部材の要部縦断面図である。
【図2】同実施の形態2の押釦スイッチ用部材の要部縦断面図である。
【図3】この発明の実施の形態1の押釦スイッチ用部材を成型する金型の要部縦断面図である。
【図4】従来のクリック感を有するメカニカルスイッチの要部縦断面図である。
【図5】従来のクリック感を有するゴム弾性スイッチの要部縦断面図である。
【図6】従来のクリック感を有する金属弾性スイッチの要部縦断面図である。
【符号の説明】
1,20 押釦
5,19,28 可動接点
13 押圧部
18 突出部
7,21,29 可動接点
24 金属製板バネ(板バネ)
26 貫通孔
28 環状突起
Claims (3)
- 押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記脚部に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
- 押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記該突出部の周りに形成した前記突出部より僅かに長い真下へ向かいその先端に可動接点を設けた環状突起を有するとともに、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記環状突起に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
- 前記押圧部の表面に機能表示部を設け、前記押釦スイッチ用部材の内部に設けられた光源から発せられる光が前記板バネの貫通孔を通して前記機能表示部が照射されるようにしたこと特徴とする請求項1又は2に記載の押釦スイッチ用部材。
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