JP4698527B2 - 押釦スイッチ用ステム及び当該ステムを用いた押釦スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に使用される押釦スイッチに関し、特に押釦スイッチ組み込まれるメタルドーム及びステム部品を改良した押釦スイッチに関する。

従来から、可動接点を備えたメタルドームと該メタルドームを押圧するステムを組み込んだ押釦スイッチが用いられている。そして、メタルドームを収納するハウジングの小型化を図るために、メタルドームを十字形状とした押釦スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、図８乃至１０で示すように、この十字形状のメタルドーム９１の中心を、先端９３が球面状のステム９２で押圧してスイッチを操作する構成としている。尚、図８（ａ）は押圧前の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図９（ａ）は押圧後の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ又はＦ−Ｆ断面図、図１０（ａ）はステム９２の側面図、（ｂ）は底面図を示している。

特開２００３−７１６８号公報

しかし、上記のような従来の押釦スイッチでは、十字形状のメタルドーム９１の中心を、先端９３が球面状のステム９２で押圧してスイッチを操作するので、押圧後のメタルドーム９１は、図９に示すように、十字方向と４５度ずれた方向でメタルドーム９１を設置した回路基板９８の上面９９方向に張出し、メタルドーム９１の中心部底部Ａ及び十字方向と４５度ずれた外周部底部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４の計５箇所で、引張の応力集中が生じ、繰返しのスイッチ操作によりメタルドームが破断に至りやすいという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、メタルドームの押圧時に、メタルドームに生じる応力集中を緩和し、メタルドームの機械的寿命を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、回路基板上に設けられた固定接点と、可動接点を備えた、脚部を有するメタルドームと、該メタルドームを押圧するステムを備えて構成される押釦スイッチ用のステムであって、前記ステムの先端押圧部の形状を、前記メタルドームの中心と脚部を結ぶ線上を押圧する形状としたことを特徴とする押釦スイッチ用ステムである。

当該ステムの先端押圧部の横断面形状は、押釦スイッチが用いるメタルドームの形状に対応させて、十字形状、方形状、Ｙ字形状、三角形状及び長方形状から選択される１の形状とすることができる。

又、回路基板上に設けられた固定接点と、可動接点を備えた、脚部を有するメタルドームと、該メタルドームを押圧するステムを備えて構成される押釦スイッチであって、前記ステムの先端押圧部の形状を、前記メタルドームの中心と脚部を結ぶ線上を押圧する形状としたことを特徴とする押釦スイッチである。

この押釦スイッチにおいて、前記メタルドームは十字形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面十字形状であり、前記ステムは、前記押圧部の十字方向を前記メタルドームの十字方向と合わせて設置する構成を採用できる。

又、前記メタルドームは十字形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面方形状であり、前記ステムは、前記押圧部の方形の角を前記メタルドームの十字方向と合わせて設置する構成を採用できる。

又、前記メタルドームは略三角形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面Ｙ字形状であり、前記ステムは、前記Ｙ字形の押圧部の夫々の片の突出方向を前記メタルドームの三角形状の角部方向と合わせて設置する構成を採用できる。

又、前記メタルドームは略三角形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面三角形状であり、前記ステムは、前記押圧部の三角形の角を前記メタルドームの三角形状の角部方向と合わせて設置する構成を採用できる。

又、前記メタルドームは長方形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面長方形状であり、前記ステムは、前記押圧部の長手方向と前記メタルドームの長手方向を合わせて設置する構成を採用できる。

上記のような本発明によれば、ステムの先端押圧部の形状を、メタルドームの中心と脚部を結ぶ線上に応力が集中する形状としたので、メタルドームの押圧時に、メタルドームに生じる応力集中を緩和し、メタルドームの機械的寿命を向上させることが可能となった。

以下本発明の実施の形態を図に従って説明する。図１（ａ）は押圧前の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ａ）はステム３１の側面図、（ｂ）は底面図、図３（ａ）は押圧後の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。尚、平面図ではステムの押圧部以外の構成を省略し、後述する図４乃至７においても同様に図示している。図１乃至３に示す第一の実施形態では、本発明の押釦スイッチは回路基板８上に設けられた固定接点７１と、可動接点７２を備えた、脚部５１を有するメタルドーム２１と、該メタルドーム２１を押圧するステム３１を備えて構成されている。そして、４個の脚部５１を有し、脚部５１が放射状に延設された平面視十字形状のメタルドーム２１を用い、メタルドーム２１の頂点部２０の内面に可動接点７２が設けられ、可動接点７２に対向する回路基板８上に固定接点７１が設けられている。メタルドーム２１は脚部５１の先端部を回路基板８に着接して、図示しない柔軟性を有する薄膜状の固定用シートを用いる等して回路基板８に固定している。

メタルドーム２１は脚部５１の先端部で図示しない配線パターンと接続し、可動接点７２はメタルドーム２１を介して該配線パターンと接続し、固定接点７１は図示しない他の配線パターンと接続している。メタルドーム２１がステム３１で押圧されて、固定接点７１と可動接点７２が接触して電気的に接続されて、両配線パターンが電気的に接続され、又、押圧の解除によりメタルドーム２１が弾性復帰して、固定接点７１と可動接点７２の接触を解除して、電気的に遮断することにより、スイッチ機構を構成している。尚、可動接点７２をメタルドーム２１とは別個の部材で構成しているが、メタルドーム２１の頂点部２０の内面を可動接点７２として構成してもよい。

又、ステム３１の先端押圧部４１の形状は、前記メタルドーム２１の中心Ｘ１と脚部５１を結ぶ線Ｙ１上を押圧する形状としている。具体的には、脚部５１が放射状に延設された十字形状のメタルドーム２１に対して、ステム３１は先端の押圧部４１が横断面十字形状で先端面が平面状に形成されたステムを用いている。更に、ステム３１は、押圧部４１をメタルドーム２１の頂点部２０上部に位置させて、押圧部４１の中心とメタルドーム２１の中心Ｘ１を合わせると共に、押圧部４１の十字方向をメタルドーム２１の十字方向と合わせて設置している。尚、ステム３１の押圧部４１の先端面は曲面状に形成してもよい。

このような構成とした場合、ステム３１の先端押圧部４１により押圧されたメタルドーム２１は図３に示すように、中心から全外周方向に一様に変形することとなり、図９に示す従来技術では生じるメタルドームの計５箇所（中心部底部Ａ及び外周部底部Ｂ１〜Ｂ４）での引張の応力集中が緩和される。

次に図４乃至７を用いて他の実施の形態を説明するが、図４乃至７ではメタルドーム及びステムのみ図示し、他の構成は図１乃至３に示す第一の実施形態と同様であるので、図示を省略すると共に、その説明も省略し、異なる構成部分のみ説明する。

図４（ａ）は平面図、（ｂ）はステム３２の側面図、（ｃ）はステム３２の底面図を示している。この図４に示す第二の実施形態では、４個の脚部５２を有する十字形状のメタルドーム２２を用いると共に、ステムはメタルドーム２２の中心Ｘ２と脚部５２を結ぶ線Ｙ２上を押圧する形状として、先端の押圧部４２が横断面方形状で先端面が平面状のステム３２を用いている。ステム３２は押圧部４２の中心とメタルドーム２２の中心Ｘ２を合わせると共に、押圧部４２の方形の角をメタルドーム２２の十字方向、即ち脚部５２方向と合わせて設置している。

又、図５（ａ）は平面図、（ｂ）はステム３３の側面図、（ｃ）はステム３３の底面図を示している。この図５に示す第三の実施形態では、三角形の角部を面取りし、該角部を脚部として、３個の脚部５３を有する略三角形状のメタルドーム２３を用いると共に、ステムはメタルドーム２３の中心Ｘ３と脚部５３を結ぶ線Ｙ３上を押圧する形状として、先端の押圧部４３が横断面Ｙ字形状で先端面が平面状のステム３３を用いている。ステム３３は押圧部４３の中心とメタルドーム２３の中心Ｘ３を合わせると共に、Ｙ字形の押圧部４３の夫々の片４０の突出方向をメタルドーム２３の三角形状の角部方向、即ち脚部５３方向と合わせて設置している。

又、図６（ａ）は平面図、（ｂ）はステム３４の側面図、（ｃ）はステム３４の底面図を示している。この図６に示す第四の実施形態では、三角形の角部を面取りし、該角部を脚部として、３個の脚部５４を有する略三角形状のメタルドーム２４を用いると共に、ステムはメタルドーム２４の中心Ｘ４と脚部５４を結ぶ線Ｙ４上を押圧する形状として、先端の押圧部４４が横断面三角形状で先端面が平面状のステム３４を用いている。ステム３４は押圧部４４の中心とメタルドーム２４の中心Ｘ４を合わせると共に、押圧部４４の三角形の角をメタルドーム２４の三角形状の角部方向、即ち脚部５３方向と合わせて設置している。

又、図７（ａ）は平面図、（ｂ）はステム３５の側面図、（ｃ）はステム３５の底面図を示している。この図７に示す第五の実施形態では、２個の脚部５５を有する長方形状のメタルドーム２５を用いると共に、ステムはメタルドーム２５の中心Ｘ５と脚部５４を結ぶ線Ｙ５上を押圧する形状として、先端の押圧部４５が横断面長方形状で先端面が平面状のステム３５を用いている。２個の脚部５５はメタルドーム２５の長手方向前後に設けられている。ステム３５は押圧部４５の中心とメタルドーム２５の中心Ｘ５を合わせると共に、押圧部４５の長手方向とメタルドーム２５の長手方向を合わせ、且押圧部４５の長方形の角をメタルドーム２５の長方形状の角部方向と合わせて設置している。

図４乃至７に示す第二乃至第五の実施形態のような構成とした場合、メタルドームは先端が球面状のステムで中心のみを押圧された場合よりも、中心から全外周方向に一様に変形することとなり、メタルドームに生じる引張の応力集中が緩和される。

本発明第一の実施形態の押圧前の部分図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 本発明第一の実施形態のステムの側面図（ａ）及び底面図（ｂ）。 本発明第一の実施形態の押圧御の部分図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。 本発明第二の実施形態の部分平面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。 本発明第三の実施形態の部分平面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。 本発明第四の実施形態の部分平面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。 本発明第五の実施形態の部分平面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）。 押釦スイッチの従来技術の部分図であり、（ａ）は押圧前の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図。 押釦スイッチの従来技術の部分図であり、（ａ）は押圧後の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ又はＦ−Ｆ断面図。 押釦スイッチの従来技術の部分図であり、（ａ）はステムの側面図、（ｂ）は底面図

符号の説明

２１ メタルドーム
２２ メタルドーム
２３ メタルドーム
２４ メタルドーム
２５ メタルドーム
３１ ステム
３２ ステム
３３ ステム
３４ ステム
３５ ステム
４１ 押圧部
４２ 押圧部
４３ 押圧部
４４ 押圧部
４５ 押圧部
５１ 脚部
５２ 脚部
５３ 脚部
５４ 脚部
５５ 脚部
７１ 固定接点
７２ 可動接点
８ 回路基板

Claims (8)

1. 回路基板上に設けられた固定接点と、
   可動接点を備えた、脚部を有するメタルドームと、
   該メタルドームを押圧するステムを備えて構成される押釦スイッチ用のステムであって、
   前記ステムの先端押圧部の形状を、前記メタルドームの中心と脚部を結ぶ線上を押圧する形状としたことを特徴とする押釦スイッチ用ステム。
2. 前記ステムの先端押圧部の横断面形状は、十字形状、方形状、Ｙ字形状、三角形状及び長方形状から選択される１の形状であることを特徴とする請求項１記載の押釦スイッチ用ステム。
3. 回路基板上に設けられた固定接点と、
   可動接点を備えた、脚部を有するメタルドームと、
   該メタルドームを押圧するステムを備えて構成される押釦スイッチであって、
   前記ステムの先端押圧部の形状を、前記メタルドームの中心と脚部を結ぶ線上を押圧する形状としたことを特徴とする押釦スイッチ。
4. 前記メタルドームは十字形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面十字形状であり、前記ステムは、前記押圧部の十字方向を前記メタルドームの十字方向と合わせて設置したことを特徴とする請求項３記載の押釦スイッチ。
5. 前記メタルドームは十字形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面方形状であり、前記ステムは、前記押圧部の方形の角を前記メタルドームの十字方向と合わせて設置したことを特徴とする請求項３記載の押釦スイッチ。
6. 前記メタルドームは略三角形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面Ｙ字形状であり、前記ステムは、前記Ｙ字形の押圧部の夫々の片の突出方向を前記メタルドームの三角形状の角部方向と合わせて設置したことを特徴とする請求項３記載の押釦スイッチ。
7. 前記メタルドームは略三角形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面三角形状であり、前記ステムは、前記押圧部の三角形の角を前記メタルドームの三角形状の角部方向と合わせて設置したことを特徴とする請求項３記載の押釦スイッチ。
8. 前記メタルドームは長方形状であり、前記ステムの先端押圧部は横断面長方形状であり、前記ステムは、前記押圧部の長手方向と前記メタルドームの長手方向を合わせて設置したことを特徴とする請求項３記載の押釦スイッチ。

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