JP5294203B2 - キートップ体及びこれを備えたヒンジ型押圧スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、基板上に実装されたスイッチを押圧操作するためのキートップ体とこれを備えたヒンジ型押圧スイッチに関するものである。

ヒンジ型押圧スイッチは、例えば複写機やプリンタ等のＯＡ機器の操作パネルに使用されているが、その一例を図８〜図１４に示す。

即ち、図８は従来のヒンジ型押圧スイッチの斜視図、図９は同ヒンジ型押圧スイッチのキートップ体の平面図、図１０（ａ），（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線断面図、図１１は同キートップ体を裏側から見た斜視図、図１２は図１１のＥ部拡大詳細図、図１３は同キートップ体を裏側から見た斜視図、図１４は図１３のＦ部拡大詳細図である。

図８に示す従来のヒンジ型押圧スイッチ１０１は、基板１０２上に実装されたスイッチ１０３と、該スイッチ１０３を押圧操作するためのキートップ体１０４とで構成されており、キートップ体１０４は、図９に示すように、キートップ１０５と基板１０２上に立設されるリブ部１０６及びキートップ１０５の周縁に形成されたフランジ部１０５Ａとリブ部１０６とを連結する２本のヒンジ部１０７とで構成されている。

而して、斯かるヒンジ型押圧スイッチ１０１においては、図１０に示すように、キートップ体１０４がハウジング１０８と基板１０２との間に配置され、該キートップ体１０４のキートップ１０５は、基板１０２上のスイッチ１０３の上方に位置し、ハウジング１０８に形成された矩形孔１０８ａから上方に突出している。そして、キートップ１０５が押圧操作されないで該キートップ１０５が図１０（ａ）に示す待機位置にあるときには、該キートップ１０５の裏面から下方に突出する円筒状の操作子１０５ａがスイッチ１０３のクリックバネ式のアクチュエータ１０３ａを押圧しないためにスイッチ１０３はＯＦＦ状態にある。

図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示すようにキートップ１０５を押圧操作すると、ヒンジ部１０７がリブ部１０６を支点として下方に撓み変形し、キートップ１０５が押し込まれて下方に変位するため、該キートップ１０５に突設された操作子１０５ａがスイッチ１０３のアクチュエータ１０３ａを押し込むためにスイッチ１０３がＯＮされる。

ところで、上述のように機能してスイッチ１０３をＯＮ／ＯＦＦするキートップ体１０４においては、図１０〜図１４に示すように、キートップ１０５とリブ部１０６は、高い剛性を確保して変形を防ぐために厚肉に構成されているのに対して、両者を連結するヒンジ部１０７は、ＯＮ操作時に撓み変形する必要があるためにキートップ１０５及びリブ部１０６よりも薄肉に構成されている。

斯かるヒンジ型押圧スイッチに関して、例えば特許文献１には、隣接するキートップの押圧の影響が他のキートップに及ばないようにするため、支持枠体（リブ部）の弾性体（ヒンジ部）の取付基部の近傍に柱部を形成するとともに、該柱部の近傍に副柱部と該副柱部と柱部とを連続させて両者の倒れを防ぐための壁部を形成する構成が提案されている。

又、特許文献２には、キートップのどの位置を押しても該キートップが傾斜することなくスイッチを一定の力で押圧操作することができるようにするため、左右一対のヒンジ部を上下２段に計４本配設することによって平行四辺形のリンク機構を構成して成るヒンジ型押圧スイッチが提案されている。

特許第３１６６９７８号公報 特開昭６２−１８４７２３号公報

しかしながら、図８〜図１４に示した従来のヒンジ型押圧スイッチ１０１のキートップ体１０４においては、前述のようにキートップ１０５のフランジ部１０５Ａとリブ部１０６とは比較的厚肉に構成されているのに対して、両者を連結するヒンジ部１０７は薄肉に形成されているため、図１１及び図１２に示すようにヒンジ部１０７のキートップ１０５のフランジ部１０５Ａへの連結部（付け根部）と、図１３及び図１４に示すようにヒンジ部１０７のリブ部１０６への連結部（付け根部）において肉厚が不連続的に急変する。このため、それらの肉厚が急変する部分に応力集中が発生し、その部分が破損（折損）する可能性がある。又、キートップ体１０４を樹脂成型する際に肉厚が急変する部分で溶融樹脂の流動が急激に変化するため、その部分の樹脂強度が脆弱となり、成型品質が低下するという問題もある。

ヒンジ部１０７のキートップ１０５のフランジ部１０５Ａへの連結部（付け根部）とリブ部１０６への連結部（付け根部）における肉厚の急変に伴う応力集中を緩和するため、それらの連結部（付け根部）にＲ形状部を形成したり、連結部（付け根部）の幅を滑らかに変化させる方法が採用されているが、このような方法を用いるとヒンジ部１０７の有効長さが短くなって撓みにくくなり、キートップ１０５のクリック感が損なわれるという問題が発生する。

他方、特許文献１において提案された構成では、キートップと支持枠体（リブ部）及び弾性体（ヒンジ部）の肉厚が全て同等で比較的薄肉に構成されているため、キートップと支持枠体（リブ部）の強度と剛性が十分ではなく、これらの破損や変形の問題が懸念される。又、支持枠体（リブ部）が変形し易いと、組立性が悪化したり、樹脂成型時の破損や変形を招く他、製品使用時の耐久性が低くなるという問題が発生する。

又、特許文献２において提案された構成では、キートップの押し込み操作を各ヒンジ部の弾性変形によって行うのではなく、各ヒンジ部の根本部に形成されたノッチ状の凹部を起点としてヒンジ部を変形させることによって平行四辺形のリンク運動を実現するようにしているため、その凹部に応力が集中し、その部分に亀裂等が発生して耐久性の低下を招く可能性がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、形状の大きな変化を招くことなく、局部的な応力集中を防いで耐久性の向上、成型性の改善等を図ることができるキートップ体及びこれを備えたヒンジ型押圧スイッチを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、キートップの周縁に形成されたフランジ部と、キートップとの間に所定の距離を設けて平行に配置され且つ垂直に支柱が一体に突設されたリブ部と、前記フランジ部及び前記リブ部よりも薄肉で両者を連結するヒンジ部を備えたキートップ体において、前記フランジ部と前記リブ部の前記ヒンジ部が連結される部分の肉厚をカットして凹部をそれぞれ形成し、各凹部の肉厚を前記ヒンジ部の肉厚と同等としたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記フランジ部と前記リブ部に形成された前記凹部のコーナー部及び前記ヒンジ部の前記フランジ部と前記リブ部への連結部にＲ形状部を形成したことを特徴とする。

請求項３記載のヒンジ型押圧スイッチは、基板上に実装されたスイッチと、該スイッチを押圧操作するための請求項１又は２記載のキートップ体を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ヒンジ部よりも厚肉のフランジ部とリブ部のヒンジ部が連結される部分の肉厚をカットして凹部をそれぞれ形成し、各凹部の肉厚をヒンジ部の肉厚と同等としたため、ヒンジ部のフランジ部とリブ部への連結部において厚さに変化がなく、その部分に応力が集中することがない。このため、ヒンジ部のフランジ部とリブ部への連結部に応力集中に伴う亀裂等が発生することがなく、キートップ体及びこれを備えたヒンジ型押圧スイッチの耐久性が高められるとともに、成型性や組立性の改善等が図られる。

又、キートップのフランジ部とリブ部の一部に凹部をそれぞれ形成することによってヒンジ部の有効長さが長くなるため、該ヒンジが撓み変形し易くなってキートップを押圧した際のクリック感が高められる。

そして、以上の効果は、キートップ体のフランジ部とリブ部の一部に凹部を形成するだけで、キートップ体の大きな形状変化を伴うことなく簡単な構成によって得られる。

請求項２記載の発明によれば、フランジ部とリブ部に形成された凹部のコーナー部及びヒンジ部のフランジ部とリブ部への連結部にＲ形状部をそれぞれ形成したため、これらの連結部への応力集中がＲ形状部によっても確実に防がれてキートップ体の耐久性が更に高められる。

請求項３記載の発明によれば、キートップ体を備えるヒンジ型押圧スイッチの耐久性や組立性が高められる。

本発明に係るヒンジ型押圧スイッチの斜視図である。 本発明に係るヒンジ型押圧スイッチのキートップ体の平面図である。 （ａ），（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係るヒンジ型押圧スイッチのキートップ体を裏側から見た斜視図である。 図４のＢ部拡大詳細図である。 本発明に係るヒンジ型押圧スイッチのキートップ体を裏側から見た斜視図である。 図６のＣ部拡大詳細図である。 従来のヒンジ型押圧スイッチの斜視図である。 従来のヒンジ型押圧スイッチのキートップ体の平面図である。 （ａ），（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線断面図である。 従来のヒンジ型押圧スイッチのキートップ体を裏側から見た斜視図である。 図１１のＥ部拡大詳細図である。 従来のヒンジ型押圧スイッチのキートップ体を裏側から見た斜視図である。 図１３のＥ部拡大詳細図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るヒンジ型押圧スイッチの斜視図、図２は同ヒンジ型押圧スイッチのキートップ体の平面図、図３（ａ），（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は同キートップ体を裏側から見た斜視図、図５は図４のＢ部拡大詳細図、図６は同キートップ体を裏側から見た斜視図、図７は図６のＣ部拡大詳細図である。

図１に示すヒンジ型押圧スイッチ１の基本構成は図８に示した従来のヒンジ型押圧スイッチ１０１のそれと同様であって、基板２上に実装されたスイッチ３と、該スイッチ３を押圧操作するためのキートップ体４とで構成されており、キートップ体４は、図２に示すように、キートップ５とリブ部６及びキートップ５の周縁に形成されたフランジ部５Ａとリブ部６とを連結する２本のヒンジ部７とで構成されている。

上記キートップ体４は樹脂の射出成型によって一体成型され、そのキットップ５は内部が中空の矩形ハット状に成型されており、その下端の周縁にはストッパとして機能する前記フランジ部５Ａが一体に形成されている。そして、キートップ５の裏面には、垂直下方に延びる円筒状の操作子５ａが一体に突設されている。

又、キートップ体４のリブ部６は、キートップ５との間に所定の距離を設けて且つ該キートップ５の長辺に沿って平行に配置されており、その長手方向両端には丸棒状の支柱６ａが垂直下方に一体に突設されている。

而して、斯かるヒンジ型押圧スイッチ１においては、図３に示すように、キートップ体４がハウジング８と基板２との間に配置され、該キートップ体４は、リブ部６に形成された支柱６ａとスイッチ３に接触する操作子５ａによって基板２上に支持されている。ここで、キートップ体４のキートップ５は、基板２上のスイッチ３の上方に位置しており、ヒンジ部７の弾性によって常時上方に付勢され、ハウジング８に形成された矩形孔８ａを下方から貫通している。

そして、キートップ５が押圧操作されないで該キートップ５が図３（ａ）に示す待機位置にあるときには、ヒンジ部７によって上方に付勢されたキートップ５は、そのフランジ部５Ａがハウジング８の下面の矩形孔８ａの周縁に当接してストッパとして機能し、該キートップ５の上部の一部をハウジング８の表面から所定量だけ突出させた状態を保持している。このとき、キートップ５の裏面から下方に突出する操作子５ａがスイッチ３の頂部に出没可能に設けられたクリックバネ式のアクチュエータ３ａを押圧しないためにスイッチ３はＯＦＦ状態にある。

図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示すようにキートップ５を押圧操作すると、ヒンジ部７がリブ部６を支点として下方に撓み変形し、キートップ５が押し込まれて下方に変位するため、該キートップ５に突設された操作子５ａがスイッチ３のアクチュエータ３ａを押し込むためにスイッチ３がＯＮされる。

ところで、上述のように機能してスイッチ３をＯＮ／ＯＦＦするキートップ体４においては、図３〜図７に示すように、キートップ５とリブ部６は、高い剛性を確保して変形を防ぐために厚肉に構成されているのに対して、両者を連結するヒンジ部７は、ＯＮ操作時に撓み変形する必要があるためにキートップ５及びリブ部６よりも薄肉に構成されている。

而して、本実施の形態では、図４及び図５に示すように、厚肉のフランジ部５Ａのヒンジ部７が連結される部分（付け根部）の肉厚がカットされて凹部５ｂが形成され、該凹部５ｂの肉厚がヒンジ部７の肉厚と同等に設定されている。同様に、図６及び図７に示すように、厚肉のリブ部６のヒンジ部７が連結される部分（付け根部）の肉厚がカットされて凹部６ｂが形成され、該凹部６ｂの肉厚がヒンジ部７の肉厚と同等に設定されている。そして、図５及び図７に詳細に示すように、フランジ部５Ａとリブ部６にそれぞれ形成された凹部５ｂ，６ｂのコーナー部及びヒンジ部７のフランジ部５Ａとリブ部６への連結部（付け根部）にはそれぞれＲ形状部（図に「Ｒ」と表示）がそれぞれ形成されている。

以上のように、本発明に係るキートップ体４においては、ヒンジ部７よりも厚肉のフランジ部５Ａとリブ部６のヒンジ部７が連結される部分（付け根部）の肉厚をカットして凹部５ｂ，６ｂをそれぞれ形成し、各凹部５ｂ，６ｂの肉厚をヒンジ部７の肉厚と同等としたため、ヒンジ部７のフランジ部５Ａとリブ部６への連結部（付け根部）において厚さに変化がなく、その部分に応力が集中することがない。このため、ヒンジ部７のフランジ部５Ａとリブ部６への連結部（付け根部）に応力集中に伴う亀裂等が発生することがなく、キートップ体４及びこれを備えたヒンジ型押圧スイッチ１の耐久性が高められるとともに、成型性や組立性の改善等が図られる。

又、キートップ５のフランジ部５Ａとリブ部６の一部に凹部５ｂ，６ｂをそれぞれ形成することによってヒンジ部７の有効長さが長くなるため、該ヒンジ７が撓み変形し易くなってキートップ５を押圧した際のクリック感が高められる。

更に、本実施の形態では、キートップ５のフランジ部５Ａとリブ部６に形成された凹部５ｂ，６ｂのコーナー部及びヒンジ部７のフランジ部５Ａとリブ部６への連結部（付け根部）にそれぞれＲ形状部を形成したため、これらの連結部（付け根部）への応力集中がＲ形状部によっても確実に防がれてキートップ体４及びこれを備えたヒンジ型押圧スイッチ１の耐久性が更に高められる。

そして、以上の効果は、キートップ体４のフランジ部５Ａとリブ部６の一部に凹部５ｂ，６ｂをそれぞれ形成するだけで、キートップ体４の大きな形状変化を伴うことなく簡単な構成によって得られる。

本発明は、ＯＡ機器、ＡＶ機器、一般家電機器、自動車用電子機器等に使用されるヒンジ型押圧スイッチ及びこれに備えられたキートップ体に対して適用可能である。

１ ヒンジ型押圧スイッチ
２ 基板
３ スイッチ
３ａ スイッチのアクチュエータ
４ キートップ体
５ キートップ
５Ａ キートップのフランジ部
５ａ キートップの操作子
５ｂ フランジ部の凹部
６ リブ部
６ａ リブ部の支柱
６ｂ リブ部の凹部
７ ヒンジ部
８ ハウジング
８ａ ハウジングの矩形孔
Ｒ Ｒ形状部

Claims (3)

1. キートップの周縁に形成されたフランジ部と、キートップとの間に所定の距離を設けて平行に配置され且つ垂直に支柱が一体に突設されたリブ部と、前記フランジ部及び前記リブ部よりも薄肉で両者を連結するヒンジ部を備えたキートップ体において、
   前記フランジ部と前記リブ部の前記ヒンジ部が連結される部分の肉厚をカットして凹部をそれぞれ形成し、各凹部の肉厚を前記ヒンジ部の肉厚と同等としたことを特徴とするキートップ体。
2. 前記フランジ部と前記リブ部に形成された前記凹部のコーナー部及び前記ヒンジ部の前記フランジ部と前記リブ部への連結部にＲ形状部を形成したことを特徴とする請求項１記載のキートップ体。
3. 基板上に実装されたスイッチと、該スイッチを押圧操作するための請求項１又は２記載のキートップ体を備えたことを特徴とするヒンジ型押圧スイッチ。

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