JP5284883B2 - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、各種の小型電子機器を操作するスイッチとして用いられる押しボタンスイッチに関する。

従来の押しボタンスイッチの例として、下記の特許文献１に開示されたプッシュスイッチが知られている。このスイッチは、基板に固定された固定接点と、固定接点の上に設けられた可動接点と、可動接点の上に載せられた円錐形の弾性体と、弾性体の上に固定された操作体とを備えて構成されている。また、可動接点は金属薄板で成形され、円形リング状の外周部の中央に舌片部が設けられ、この舌片部が上方に切り起こされた形状を有している。そして、操作体を押圧すると弾性体の円錐形部が弾性変形し、弾性体の垂下部が可動接点の舌片部を下方に押し下げることにより、舌片部が固定接点に接触してスイッチが切り換わるようになっている。

このようなプッシュスイッチは単価が安いことから、製造コストを下げることが重要な課題となる。そのためには、部品点数を減らす、あるいは、作業効率を上げることが重要であるが、その一方においてスイッチ操作の安定性の確保、品質向上あるいは維持も図らねばならない。

特許第３８９０７８９号公報

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来のプッシュスイッチに比して、部品点数を減らすことができ、作業効率の向上も図れ、その上、スイッチ操作の安定性も確保できる押しボタンスイッチを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の押しボタンスイッチは、収納部を有するハウジングと、固定接点部を有し、固定接点部がハウジングの底部に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片と、固定接点片と離間してハウジングの底部にインサート成形固定された可動接点片と、屈伸可能な円形ドーム型のスカート部と、スカート部の内側中央に設けられた凸部と、を有するとともに、固定接点片及び可動接点片上に配置されて収納部内に収納されるラバースプリングと、ラバースプリングの上方に配置され、ハウジングに対し昇降自在に設けられたボタン部と、を備え、インサート成形固定前の固定接点片と可動接点片は、いずれも、その左右に存在する接続部により並行な２本のライン部に接続された形態で、一枚の薄板金属板から打ち抜き加工された状態になっていて、かつ、ハウジング底部へのインサート成形後に、前記接続部が切断されることによって、ハウジング底部に固定されてなり、可動接点片には、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有しており、ボタン部を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリングが座屈変形するとともに凸部が降下して可動接点部を押し下げ、可動接点部と固定接点部とが接触し、一方、ボタン部の押圧を解除すると、弾性舌片及びラバースプリングが弾性復帰し通常状態に復帰することを特徴とする。

ハウジング内の底部にはラバースプリングを外側から支持する支持壁が設けられており、支持壁によってラバースプリングの半径方向の動きが規制され、ボタン部の押圧時にラバースプリングが垂直上向きに屈曲し、その屈曲部がボタン部の内側の空隙部に収容されるように構成されていてもよい。

本発明の押しボタンスイッチは、可動接点片も固定接点片もハウジングの底部にインサート成形固定するとともに、可動接点片には上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有するように構成した。このように可動接点片をハウジングの底部にインサート成形固定することにより、安定したスイッチ動作をすることが可能である。更に、弾性舌片を可動接点片に折り曲げ形成して設けたことにより組立て工数を削減することができ、その上、部品点数も削減することができ製造コストの削減を図ることができるといった効果を奏する。

本発明の押しボタンスイッチの全体構成図であり、（ａ）は同スイッチの上面図、（ｂ）は同スイッチの正面図、（ｃ）は同スイッチの裏面図、（ｄ）は同スイッチの側面図、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｆ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 接点片基材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図、（ｃ）はＡ−Ａ線断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図。 接点片をハウジングにインサート成形固定する状態を説明するための上面図。 接点片がインサート成形固定されたハウジングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｆ）は裏面図。 ボトムカバーを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。 ラバースプリングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 ボタン部を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は裏面図、（ｅ）は側面図。 押しボタンスイッチの組み立て工程を説明するための図。 押しボタンスイッチの動作状態を説明するための断面図であり、（ａ）は通常状態、（ｂ）はスイッチ動作状態。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の押しボタンスイッチの全体構成図であり、（ａ）は同スイッチの上面図、（ｂ）は同スイッチの正面図、（ｃ）は同スイッチの裏面図、（ｄ）は同スイッチの側面図、（ｅ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｆ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２は接点片基材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図、（ｃ）はＡ−Ａ線断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図３は接点片をハウジングにインサート成形固定する状態を説明するための上面図、図４は接点片がインサート成形固定されたハウジングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｇ）は裏面図、図５はボトムカバーを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、図６はラバースプリングを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図７はボタン部を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は裏面図、（ｅ）は側面図、図８は押しボタンスイッチの組み立て工程を説明するための図、図９は押しボタンスイッチの動作状態を説明するための断面図であり、（ａ）は通常状態、（ｂ）はスイッチ動作状態である。

図１に示すように、この押しボタンスイッチ１は、各種電子機器を操作する切換スイッチとして好適に用いられるものであって、主に、固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂからなる接点片２、ハウジング３、ボトムカバー４、ラバースプリング５及びボタン部６からなり、概略次のように構成されたスイッチである。

すなわち、押しボタンスイッチ１は、収納部３１を有するハウジング３と、固定接点部２１Ａを有し、固定接点部２１Ａがハウジング３の底部３２に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片２Ａと、固定接点片２Ａと離間してハウジング３の底部３２にインサート成形固定された可動接点片２Ｂと、屈伸可能な円形ドーム型のスカート部５１と、スカート部５１の内側中央に設けられた凸部５２と、を有するとともに、固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂ上に配置されて収納部３１内に収納されるラバースプリング５と、ラバースプリング５の上方に配置され、ハウジング３に対し昇降自在に設けられたボタン部６と、を備えて構成されている。

また、可動接点片２Ｂには、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部２１Ａと離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部２１Ａと接触する可動接点部２１Ｂが設けられた弾性舌片２０Ｂを有しており、ボタン部６を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリング５が座屈変形するとともに凸部５２が降下して可動接点部２１Ｂを押し下げ、可動接点部２１Ｂと固定接点部２１Ａとが接触し、一方、ボタン部６の押圧を解除すると、弾性舌片２０Ｂ及びラバースプリング５が弾性復帰し通常状態に復帰するように構成されている。

平常時には、図９（ａ）のようにボタン部６がハウジング３から突出しており、一対の固定端子２０，２０間は導通しておらず押しボタンスイッチ１がＯＦＦの状態である。一方、図９（ｂ）のようにボタン部６を押し込むと一対の固定端子２０，２０間が導通して押しボタンスイッチスイッチ１がＯＮに切り換わり、その力を解除するとボタン部６が元の位置に戻り、固定端子２０，２０間が切断されて押しボタンスイッチ１がＯＦＦに切り換わる。また、この押しボタンスイッチ１は、ゴムからなるラバースプリング５を使用しているので、金属製の変形部品を有するスイッチに比べて操作ストロークが長く、しかも操作時にゴムの弾力によってソフトなフィードバック感触が得られるようになっている。以下、各部品の構造を詳細に説明する。

図２には、導電性を有する材料、例えば銅等からなる薄板金属板から打ち抜き加工された状態の接点片基材２００が示されており、この接点片基材２００の中に切り離す前の状態の接点片２が含まれている。すなわち、図２（ａ）に示すように、接点片基材２００は、並行する２本のライン部２０１，２０１と、複数の接点片２，２，・・・と、接点片２とライン部２０１のそれぞれとを接続する接続部２０２，２０３とからなり、後述するようにハウジング３へのインサート成形後、接続部２０２，２０２，２０３，２０３を切断することによりハウジング３の底部３２にインサート成形固定される。

図２（ｂ）に示すように、接点片２は、固定接点片２Ａと可動接点片２Ｂとからなり、固定接点片２Ａは、その左右に存する接続部２０２，２０２によりライン部２０１，２０１と接続されており、同様に、可動接点片２Ｂも接続部２０３，２０３によりライン部２０１，２０１と接続されているが、固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂ同士は接続されておらず離間している。

固定接点片２Ａは、電気機器の回路パターンと接続するための端子であって折り曲げ加工されてなる固定端子２０と、可動接点片２Ｂの可動接点部２１Ｂとの接点部であって半球状にエンボス加工された固定接点部２１Ａ，２１Ａとからなり、位置決め用の円形孔２２，２２が形成されている。可動接点片２Ｂは、上記と同様の固定端子２０及び位置決め用の円形孔２２，２２を有してなるとともに、１８０度折り曲げ形成されてその一端部側の可動接点部２１Ｂが固定接点部２１Ａ，２１Ａ上方に位置するように、斜め上方に起こされてなる弾性舌片２０Ｂが設けられている。

このように形成された固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂからなる接点片２は、図３に示すような態様で、インサート成形によりハウジング３の底部３２にインサート成形固定される。この状態から接続部２０２，２０２，２０３，２０３を切断し、切断した部分を固定端子２０として折り曲げ形成した状態が図４に示す、接点片２が底部３２にインサート成形固定されたハウジング３である。

ハウジング３は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより、四方を外壁部３４で囲まれた箱型に形成されており、外壁部３４の内壁面にはボタン部６を抜け止めするために一対の係止爪３３，３３が突設されている。外壁部３４の内側にはラバースプリング５を収納する収納部３１が設けられている。収納部３１には底部３２中央方向に向いた円弧面３５Ａを有する支持壁３５が、４つ均等に四方に配置されて底部３２に立設されており、４つの支持壁３５，３５，３５，３５により凹部３６が形成されている。また、外壁部３４の外壁面にはボトムカバー４を抜け止めするために一対の係止爪３３，３３が突設されている。

ボトムカバー４は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより形成されており、図５に示すように、底板４１と、底板４１の両端部に立設された係止部４２，４２からなり、ハウジング３の底部３２において固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂが露出するのをカバーするための部材である。ハウジング３の係止爪３３，３３に係止部４２，４２が係止されることによりボトムカバー４はハウジング３に取り付けられる。

ラバースプリング５は、図６に示すように、弾性を有する材料、例えばシリコンゴム等で構成されており、円柱状に形成されたプッシュ部５０と、その下方に連接された内部に空洞を有する円形ドーム型に成形されたスカート部５１と、スカート部５１内部であってプッシュ部５０の下方に設けられた凸部５２とからなる。ラバースプリング５は、プッシュ部５０の天面を押圧するとスカート部５１が座屈変形してスイッチオン状態となり、一方、押圧を解除するとゴムの弾力によって元の円形ドーム型に復帰してスイッチオフ状態になるように構成されている。スイッチオン状態においては、凸部５２が弾性舌片２０Ｂを上方から押圧するように構成されている。

ボタン部６は、絶縁性を有する材料、例えばポリアミド等の合成樹脂を射出成形することにより、外部より押圧操作する部分である天板部６０と、天板部６０の四方に立設された縦壁部６１とを有する箱型に形成されており、縦壁部６１の外壁面にはハウジング３から抜け止めするために一対の係止爪６２，６２が突設されている。また、図７（ｃ）のように、天板部６０の裏面中央には円環状の冠部６３が形成されており、この冠部６３にラバースプリング５のプッシュ部５０を嵌め込むことによって、図１（ｅ）のようにラバースプリング５がボタン部６の裏面中央に固定される。また、冠部６３の外側には、ラバースプリング５の屈曲部を収容する空隙部６４が形成されている。

次にこのように構成された各部品の組み付け工程について図８を参照して説明する。

図４に示すように固定接点片２Ａ及び可動接点片２Ｂを底部３２にインサート成形固定したハウジング３に対し、係止爪３３，３３と係止部４２，４２とを係止させることにより下方からボトムカバー４を取り付ける。次いで、ハウジング３の収納部３１にラバースプリング５を収納する。この際、ラバースプリング５のスカート部５１の下端部が４つの支持壁３５，３５，３５，３５に囲まれて形成された凹部３６内に収容されるようにしてハウジング３の底部３２に載置される。この状態からボタン部６をラバースプリング５上方から覆い被せる。この際、ラバースプリング５のプッシュ部５０がボタン部６の冠部６３に嵌め込まれるとともに、ボタン部６の係止部６２，６２とハウジング３の係止爪３３，３３とが係止されて、ボタン部６がハウジング３に対し昇降自在に取り付けられる。

本発明の押しボタンスイッチ１は以上のように構成されており、以下その動作について説明する。図９（ａ）は押しボタンスイッチ１に外力を加えていない無負荷時の状態を示している。この無負荷時においては、ラバースプリング５がスカート部５１を伸ばして底部３２上に起立しており、ラバースプリング５の付勢力によってボタン部６の天板部６０がハウジング３から突出した状態になっている。このとき、弾性舌片２０Ｂの可動接点部２１Ｂが固定接点片２Ａの固定接点部２１Ａ，２１Ａから離れているため、左右の固定端子２０，２０同士は導通しておらず、スイッチがＯＦＦの状態である。

これに対して、図９（ｂ）は押しボタンスイッチ１に外力を加えて押圧した時の状態を示している。このように、ボタン部６の天板部６０を押し込むと、天板部６０の裏面に固定されたラバースプリング５に対して垂直下向きの力が加わり、ラバースプリング５のスカート部５１が座屈変形する。このとき、ラバースプリング５のスカート部５１はハウジング３内の支持壁３５，３５，３５，３５によって半径方向の動きが規制されているので、スカート部５１の傾斜部分のみが垂直上向き膨らむように屈曲して、その屈曲部がちょうどボタン部６の内側の空隙部６４に収まるようになっている。そして、ラバースプリング５のスカート部５１が座屈変形すると、プッシュ部５０が下方に沈み、弾性舌片２０Ｂの可動接点部２１Ｂが固定接点片２Ａの固定接点部２１Ａ，２１Ａに接触する。これにより、固定端子２０，２０間が弾性舌片２０Ｂにより導通状態となりスイッチがＯＮの状態に切り換わる。

さらに、外力を解除すると、ラバースプリング５が自身の弾力で元の円形ドーム型に復帰するとともに弾性舌片２０Ｂも元の状態に復帰し、ボタン部６が上昇して図９（ａ）に示した元の位置に戻る。これにより、弾性舌片２０Ｂの可動接点部２１Ｂが固定接点片２Ａの固定接点部２１Ａ，２１Ａから離隔し、左右の固定端子２０，２０同士の導通が切断されてスイッチがＯＦＦの状態に切り換わる。

このように、本発明の押しボタンスイッチ１によれば、可動接点片２Ｂも固定接点片２Ａもハウジング３の底部３１にインサート成形固定するとともに、可動接点片２Ｂには上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部２１Ａ，２１Ａと離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部２１Ａ，２１Ａと接触する可動接点部２１Ｂが設けられた弾性舌片２０Ｂを有するように構成した。このように可動接点片２Ｂをハウジング３の底部３１にインサート成形固定することにより、安定したスイッチ動作をすることが可能である。更に、弾性舌片２０Ｂを可動接点片２Ｂに折り曲げ形成して設けたことにより組立て工数を削減することができ、その上、部品点数も削減することができ製造コストの削減を図ることができる。

１ 押しボタンスイッチ
２００ 接点片基材
２０１ ライン部
２ 接点片
２Ａ 固定接点片
２０Ａ 固定端子
２１Ａ 固定接点部
２Ｂ 可動接点片
２０Ｂ 弾性舌片
２１Ｂ 可動接点部
３ ハウジング
３１ 収納部
３２ 底部
４ ボトムカバー
５ ラバースプリング
５１ スカート部
５２ 凸部
６ ボタン部
６１ 縦壁部
６２ 係止爪
６３ 冠部
６４ 空隙部

Claims (2)

1. 収納部を有するハウジングと、
   固定接点部を有し、固定接点部がハウジングの底部に露呈するようにインサート成形固定された固定接点片と、
   固定接点片と離間してハウジングの底部にインサート成形固定された可動接点片と、
   屈伸可能な円形ドーム型のスカート部と、スカート部の内側中央に設けられた凸部と、を有するとともに、固定接点片及び可動接点片上に配置されて収納部内に収納されるラバースプリングと、
   ラバースプリングの上方に配置され、ハウジングに対し昇降自在に設けられたボタン部と、を備え、
   インサート成形固定前の固定接点片と可動接点片は、いずれも、その左右に存在する接続部により並行な２本のライン部に接続された形態で、一枚の薄板金属板から打ち抜き加工された状態になっていて、かつ、ハウジング底部へのインサート成形後に、前記接続部が切断されることによって、ハウジング底部に固定されてなり、
   可動接点片には、上方に折り曲げ形成された弾性力を有する舌片であって、その一端部側には通常状態において固定接点部と離間して配置されるとともに、スイッチ操作時において固定接点部と接触する可動接点部が設けられた弾性舌片を有しており、
   ボタン部を押圧してスイッチ操作を行うと、ラバースプリングが座屈変形するとともに凸部が降下して可動接点部を押し下げ、可動接点部と固定接点部とが接触し、一方、ボタン部の押圧を解除すると、弾性舌片及びラバースプリングが弾性復帰し通常状態に復帰すること
   を特徴とする押しボタンスイッチ。
2. ハウジング内の底部にはラバースプリングを外側から支持する支持壁が設けられており、支持壁によってラバースプリングの半径方向の動きが規制され、ボタン部の押圧時にラバースプリングが垂直上向きに屈曲し、その屈曲部がボタン部の内側の空隙部に収容されることを特徴とする請求項１に記載の押しボタンスイッチ。

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