JP6520305B2 - プッシュスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、プッシュスイッチに関する。

特許文献１に記載されたプッシュスイッチは、凹部を有するケースを備えている。当該凹部内には、複数の固定電極と可動電極が配置されている。可動電極は、複数の固定電極同士を導通する状態と絶縁する状態との間で弾性変形可能とされている。無負荷時において、複数の固定電極は絶縁されている。凹部は、カバーで覆われている。カバーの外面には押圧部材が配置されている。外部より押圧力が加えられると、押圧部材は、カバーを介して凹部内の可動電極を変形させる。これにより、複数の固定電極は導通される。

特開２０１４−２１２０６６号公報

近年、電子機器の小型化に伴い、プッシュスイッチに対しても小型化が強く求められている。例えば、押圧方向と直交する向きにおけるケースの幅が２．５ｍｍ以下になるような厳しい要求が存在する。

本発明は、プッシュスイッチに対するそのような厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感を損なわないようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明がとりうる一態様は、プッシュスイッチであって、
凹部を有するケースと、
前記凹部内に配置された複数の固定電極と、
前記凹部内に配置され、前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態との間で第一方向に弾性変形可能とされている可動電極と、
前記凹部を覆うカバーと、
前記カバーと前記可動電極の間に配置された押圧部材と、
を備えており、
前記押圧部材は、
前記カバーの内面に固定されている第一部分と、
前記第一部分よりも前記可動電極に近い側に配置されている第二部分と、
を備えており、
前記第一方向と交差する第二方向における前記第二部分の幅は、当該第二方向における前記第一部分の幅よりも狭く、前記可動電極の中心軸が通る位置において、前記第一状態と前記第二状態の双方について前記第二部分と前記可動電極が面接触するように定められている。

このような構成によれば、以下のような効果が得られる。第一に、押圧部材の全体がカバーの内側に配置されるため、比較的幅の狭い第二部分を備えつつも、可動電極の中心軸との位置合わせが容易になる。第二に、カバーの外部から加えられる負荷を比較的広い面を有する第一部分で受け、当該負荷を効率よく比較的幅の狭い第二部分へ集中させることができる。これにより、同じ可動電極の変形量を得るための負荷を低減でき、良好な操作感が得られるだけでなく、部品寿命の短縮抑制にも寄与する。第三に、可動電極が変形されて固定電極同士を導通する第二状態においても、第二部分と可動電極の面接触が維持されているため、加えられた負荷が確実に可動電極に伝達される。これにより、可動電極を介した固定電極同士の安定した電気的接続を維持しやすい。したがって、プッシュスイッチに対する厳しい（例えば、前記第二方向における前記ケースの最大幅寸法が２．５ｍｍ以下であるような）小型化の要求に応えつつ、押圧操作感を損なわないようにできる。

上記の面接触を実現するためには、様々な構成が考えられる。

例えば、上記のプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記可動電極は、第一接触面を有しており、
前記第二部分は、前記第一接触面と接触する第二接触面を有しており、
前記第一接触面と前記第二接触面の少なくとも一方は、平坦面である。

あるいは、上記のプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記可動電極は、前記押圧部材に対して凸である第一接触面を有しており、
前記第二部分は、前記第一接触面と接触し、かつ前記可動電極に対して凹である第二接触面を有している。

あるいは、上記のプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記可動電極は、前記押圧部材に対して凹である第一接触面を有しており、
前記第二部分は、前記第一接触面と接触し、かつ前記可動電極に対して凸である第二接触面を有している。

上記のプッシュスイッチは、以下のように構成されうる。
前記第一部分は、前記カバーにレーザ溶着されている。

このような構成によれば、押圧部材の位置決めを高精度で遂行できるだけでなく、繰り返し加えられる負荷に対する押圧部材の安定性を高めることができる。したがって、プッシュスイッチに対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感の劣化をより抑制できる。

本発明によれば、プッシュスイッチに対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感を損なわないようにできる。

一実施形態に係るプッシュスイッチを示す分解斜視図である。 図１のプッシュスイッチの外観を示す四面図である。 図１のプッシュスイッチの外観と内部構造を示す図である。 図１のプッシュスイッチの一部の構成を示す図である。 図１のプッシュスイッチの動作を説明するための図である。 図１のプッシュスイッチの変形例を示す図である。

添付の図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態の例について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また「前後」「左右」「上下」という表現は、説明の便宜のために用いるものであり、実際の使用状態における姿勢や方向を限定するものではない。

図１は、一実施形態に係るプッシュスイッチ１の構成を示す分解斜視図である。図２は、組み立てられたプッシュスイッチ１の外観を示す四面図である。図２の（Ａ）は、上面図である。図２の（Ｂ）は、正面図である。図２の（Ｃ）は、底面図である。図２の（Ｄ）は、右側面図である。左側面から見た形状は、右側面図に示したものと対称であるため、図示を省略する。背面から見た形状は、正面図に示したものと対称であるため、図示を省略する。図３の（Ａ）は、組み立てられたプッシュスイッチ１の外観を示す斜視図である。図３の（Ｂ）は、図２の（Ａ）における線IIIB−IIIBに沿って矢印方向から見た断面を示している。

プッシュスイッチ１は、ケース２を備えている。ケース２は、樹脂などの絶縁性材料からなる。ケース２は、凹部２ａを有している。

図３の（Ｂ）に示されるように、プッシュスイッチ１は、第一導電部材３を備えている。第一導電部材３は、銅などの導電性材料からなる。第一導電部材３は、インサート成形などにより、ケース２と一体に固定されている。第一導電部材３の一端部３ａは、ケース２の凹部２ａ内に配置され、固定電極として機能する。第一導電部材３の他端部３ｂは、ケース２の側面に露出し、外部端子として機能する。

図３の（Ｂ）に示されるように、プッシュスイッチ１は、第二導電部材４を備えている。第二導電部材４は、銅などの導電性材料からなる。第二導電部材４は、インサート成形などにより、ケース２と一体に固定されている。第二導電部材４の一端部４ａは、ケース２の凹部２ａ内に配置され、固定電極として機能する。第二導電部材４の他端部４ｂは、ケース２の側面に露出し、外部端子として機能する。

プッシュスイッチ１は、可動電極５を備えている。可動電極５は、銅などの導電性材料からなる。可動電極５は、中央部５ａと周縁部５ｂを有するドーム状の外観を呈している。可動電極５は、ケース２の凹部２ａ内に配置されている。可動電極５の中央部５ａは、間隔をあけて第一導電部材３の一端部３ａと対向するように配置されている。可動電極５の周縁部５ｂは、第二導電部材４の一端部４ａと接触している。後述するように、可動電極５の中央部５ａは、図３の（Ｂ）において矢印Ｄ１で示される方向（第一方向の一例）に弾性変形可能とされている。

プッシュスイッチ１は、カバー６を備えている。カバー６は、可撓性を有する絶縁性材料からなるフィルムである。材料の例としては、ポリイミドやポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。カバー６は、凹部２ａを覆うようにケース２に固定されている。

プッシュスイッチ１は、押圧部材７を備えている。押圧部材７は、カバー６よりも高い剛性を有する材料からなる。材料の例としては、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、金属やその合金が挙げられる。押圧部材７は、可動電極５とカバー６の間に配置されている。

図４の（Ａ）は、押圧部材７の外観を示す斜視図である。図４の（Ｂ）は、押圧部材７と可動電極５が接触している状態を示している。図３の（Ｂ）から図４の（Ｂ）に示されるように、押圧部材７は、第一部分７ａと第二部分７ｂを有している。第一部分７ａは、カバー６の内面に固定されている。第二部分７ｂは、第一部分７ａよりも可動電極５に近い側に配置されている。同図に矢印Ｄ２で示される方向（第二方向の一例）における第二部分７ｂの幅は、同方向における第一部分７ａの幅よりも狭い。第二部分７ｂと可動電極５は、面接触している。

図３の（Ａ）と図４の（Ｂ）に示された無負荷状態において、可動電極５の中央部５ａと第一導電部材３の一端部３ａは、離間している。第一導電部材３の一端部３ａと第二導電部材４の一端部４ａは、離間している。したがって、第一導電部材３と第二導電部材４は電気的に絶縁されている（第一状態の一例）。

一定値以上の負荷が上方からカバー６に対して加えられると、図５の（Ａ）に示されるように、可動電極５の中央部５ａが下方へ変形する。図示を省略するが、これにより、可動電極５の中央部５ａは、第一導電部材３の一端部３ａと接触する。可動電極５は導電性材料からなるため、第一導電部材３と第二導電部材４は電気的に接続される（第二状態の一例）。本実施形態においては、第一状態と第二状態の双方において、可動電極５と押圧部材７が面接触している。

所望の操作感や安定した電気的接続状態を得るためには、押圧部材が可動電極の中心を確実に押圧することが求められる。加えた負荷が最も効率よく可動電極に伝達されるからである。押圧部材による負荷が可動電極の中心以外に加えられる場合、可動電極の変形に必要以上の負荷が加わるために部品寿命を縮めたり、固定電極との安定した接触状態が維持しにくくなったりする。プッシュスイッチの小型化に伴い、可動電極の中心を確実に押圧するために押圧部材の位置合わせが困難になりつつある。

図５の（Ｂ）は、この事実を説明するための比較例を示している。押圧部材１０７で可動電極５を押圧する場合を示している。可動電極に対して比較的直径の大きな押圧部材を用いると、負荷を受ける面を広くできるため、位置合わせに係る厳密性は幾らか低下する。しかしながら、可動電極５の変形に伴い、可動電極５の中央部５ａと押圧部材１０７の間には間隙Ｇが生じ、押圧部材１０７と可動電極５の間の接触は、押圧部材１０７の周縁１０７ａと中央部５ａとの線接触になる。この場合、上述した過剰負荷による部品寿命の短縮や電気的接続の安定性に係る問題が残る。

また、特許文献１に記載の構成のように、ケースの凹部を覆うカバーの外側に配置された押圧部材によって可動電極を変形させる場合、プッシュスイッチの小型化に伴い、両者の位置合わせはより困難になる。図５の（Ｂ）に二点鎖線で示したように、押圧部材１０７の中心が可動電極５の中心軸Ａから外れた位置に配置されると、押圧部材１０７の周縁部１０７ｂが線接触する箇所における可動電極５の変形量と、押圧部材１０７の周縁部１０７ｃが線接触する箇所における可動電極５の変形量とが異なる。そのため、上述した過剰負荷による部品寿命の短縮や電気的接続の安定性に係る問題に加え、操作感にも悪影響が及ぶ。

本実施形態においては、押圧部材７の全体が、可動電極５とカバー６の間に配置されている。押圧部材７は、可動電極５の変形方向と交差する向きにおける幅が異なる第一部分７ａと第二部分７ｂを備えている。第二部分７ｂの同方向における幅は、第一部分７ａの同方向における幅よりも狭い。さらに、第二部分７ｂの同方向における幅は、可動電極５の中心軸Ａが通る位置において、可動電極５の第一状態と第二状態の双方について第二部分７ｂと可動電極５が面接触するように定められている。

このような構成によれば、以下のような効果が得られる。第一に、押圧部材７の全体がカバー６の内側に配置されるため、比較的幅の狭い第二部分７ｂを備えつつも、可動電極５の中心軸Ａとの位置合わせが容易になる。第二に、カバー６の外部から加えられる負荷を比較的広い面を有する第一部分７ａで受け、当該負荷を効率よく比較的幅の狭い第二部分７ｂへ集中させることができる。これにより、同じ可動電極５の変形量を得るための負荷を低減でき、良好な操作感が得られるだけでなく、部品寿命の短縮抑制にも寄与する。第三に、可動電極５が変形されて第一導電部材３と第二導電部材４を電気的に接続する第二状態においても、第二部分７ｂと可動電極５の面接触が維持されているため、加えられた負荷が確実に可動電極５に伝達される。これにより、可動電極５を介した第一導電部材３と第二導電部材４の安定した電気的接続を維持しやすい。したがって、プッシュスイッチに対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感を損なわないようにできる。

上述の面接触を実現するためには、様々な構成が考えられる。例えば、図４の（Ｂ）に示されるように、可動電極５の中央部５ａは、第一接触面５ｃを有している。図４の（Ａ）と（Ｂ）に示されるように、押圧部材７の第二部分７ｂは、第二接触面７ｃを有している。第二接触面７ｃは、第一接触面５ｃに接触する面である。

本実施形態においては、第二接触面７ｃのみが平坦面である。このような構成によれば、非常に簡易な構成で上記の面接触を実現できる。製造コストの許容する範囲において、第一接触面５ｃのみが平坦面であってもよく、第一接触面５ｃと第二接触面７ｃの双方が平坦面であってもよい。特に両者が平坦面である場合、安定した面接触状態が実現されうる。

図６の（Ａ）は、第一変形例に係る可動電極５１と押圧部材７１を示している。本例においては、可動電極５１は、押圧部材７１に対して凸である第一接触面５１ｃを有している。押圧部材７１は、第一接触面５１ｃと接触し、かつ可動電極５１に対して凹である第二接触面７１ｃを有している。このような構成によっても、安定した面接触状態が実現されうる。

図６の（Ｂ）は、第二変形例に係る可動電極５２と押圧部材７２を示している。本例においては、可動電極５２は、押圧部材７２に対して凸である第一接触面５２ｃを有している。押圧部材７２は、第一接触面５２ｃと接触し、かつ可動電極５２に対して凹である第二接触面７２ｃを有している。このような構成によっても、安定した面接触状態が実現されうる。

すなわち、本明細書において「面接触」という語は、押圧部材に対して凸である接触面を有する可動電極と、可動電極に対して凸である接触面を有する押圧部材とが接触している状態、および押圧部材に対して凹である接触面を有する可動電極と、可動電極に対して凸でない接触面を有する押圧部材とが接触している状態を除外する意味で用いられる。

本実施形態においては、押圧部材７の第一部分７ａは、カバー６にレーザ溶着されている。プッシュスイッチ１の組立てに際しては、まず押圧部材７がカバー６に対して固定される。次いで、当該状態のカバー６が、レーザ溶着によりケース２に装着される。

この場合、押圧部材７の位置決めを高精度で遂行できるだけでなく、繰り返し加えられる負荷に対する押圧部材７の安定性を高めることができる。したがって、プッシュスイッチに対する厳しい小型化の要求に応えつつ、押圧操作感の劣化をより抑制できる。

本実施形態においては、可動電極５の変形方向に交差する向きにおけるケース２の最大幅寸法は、２．５ｍｍ以下である。前述の構成によれば、このような厳しい小型化の要求に対しても、押圧操作感を損なわないようにできる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。

例えば、押圧部材７の第一部分７ａは、レーザ溶着以外の適宜の方法でカバー６の内面に固定されうる。そのような方法の例としては、接着、超音波溶着などが挙げられる。

また、カバー６は、レーザ溶着以外の適宜の方法でケース２に固定されうる。そのような方法の例としては、接着、超音波溶着などが挙げられる。

１：プッシュスイッチ、２：ケース、３ａ：第一導電部材の一端部、４ａ：第二導電部材の一端部、５、５１、５２：可動電極、５ｃ、５１ｃ、５２ｃ：第一接触面、６：カバー、７、７１、７２：押圧部材、７ａ：第一部分、７ｂ：第二部分、７ｃ、７１ｃ、７２ｃ：第二接触面、Ａ：可動電極の中心軸、Ｄ１：第一方向、Ｄ２：第二方向

Claims (6)

1. 凹部を有するケースと、
   前記凹部内に配置された複数の固定電極と、
   前記凹部内に配置され、前記複数の固定電極同士を電気的に絶縁する第一状態と電気的に導通する第二状態とをとりうる可動電極と、
   前記凹部を覆うカバーと、
   前記カバーと前記可動電極の間に配置された押圧部材と、
   を備えており、
   前記可動電極は、前記第二状態において第一方向に弾性変形する中央部を有しており、
   前記押圧部材は、
   前記カバーの内面に固定されている第一部分と、
   前記第一部分よりも前記可動電極に近い側に配置されている第二部分と、
   を備えており、
   前記第一方向と交差する第二方向における前記第二部分の幅は、当該第二方向における前記第一部分の幅よりも狭く、
   前記第一状態と前記第二状態の双方において、前記第二部分のみが前記可動電極の前記中央部と面接触している、
   プッシュスイッチ。
2. 前記可動電極は、第一接触面を有しており、
   前記第二部分は、前記第一接触面と接触する第二接触面を有しており、
   前記第一接触面と前記第二接触面の少なくとも一方は、平坦面である、
   請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記可動電極は、前記押圧部材に対して凸である第一接触面を有しており、
   前記第二部分は、前記第一接触面と接触し、かつ前記可動電極に対して凹である第二接触面を有している、
   請求項１に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記可動電極は、前記押圧部材に対して凹である第一接触面を有しており、
   前記第二部分は、前記第一接触面と接触し、かつ前記可動電極に対して凸である第二接触面を有している、
   請求項１に記載のプッシュスイッチ。
5. 前記第一部分は、前記カバーにレーザ溶着されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のプッシュスイッチ。
6. 前記第二方向における前記ケースの最大幅寸法は、２．５ｍｍ以下である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のプッシュスイッチ。

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