JP6632938B2 - プッシュスイッチ - Google Patents
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Description
可動接点部材は、ケースの底部に設置されており、底部を囲むように長方形に配置された壁部によって囲まれている。壁部の上端にカバーシートを接合して固定することによって、ケース内に可動接点部材が収納されている。ドーム形状とされた可動接点部材の頂部とカバーシートとの間には、押子部材が配置されている。
プッシュスイッチの操作時に押圧力がカバーシートに作用すると、押子部材に押圧力が伝達され、可動接点部材の頂部が凹形状に変形させられる。これにより、可動接点部材の頂部がケースの底部に設けられた接点に接触してスイッチング動作が行われる。
すなわち、プッシュスイッチは、押圧力に応じて凹形状に変形して接点に接触する凸部を有する可動接点部材と、周囲に壁部が設けられた内部に前記可動接点部材を収容可能で、該内部の底面に前記接点を備え、前記壁部同士の距離が第1方向において最も短い収納部を有するケースと、前記収納部に設置された可動接点部材を覆い、端部が前記壁部に固定されたカバーシートと、前記カバーシートと接触した状態で、前記可動接点部材に対して前記押圧力を伝達する押子部材とを備え、前記可動接点部材が前記押圧力に応じて変形される間に前記押子部材が前記カバーシートに対して接触する接触領域が、前記第1方向において該第1方向に交差する他の方向よりも狭くされている。
押圧力によって可動接点部材が変形される間、カバーシートは押子部材とともに変形する。このとき、カバーシートの端部がケースの壁部に固定されているので、カバーシートは、壁部に対する固定位置と押子部材との接触領域との間が可動域となり、この固定位置と接触領域との変位差に基づいて伸びる。このとき、ケースの底面を挟んで対向する壁部の距離が最も短い第1方向においてカバーシートの歪み(単位長さ当たりの伸び量)が最も大きくなる。すなわち、第1方向以外におけるカバーシートの張力に比べて、第1方向におけるカバーシートの張力が大きく、強く引っ張られた状態となる。
そこで、カバーシートと押子部材との接触領域を、第1方向において該第1方向に交差する他の方向よりも狭くすることとした。これにより、壁部に固定されたカバーシートの端部と接触領域との間で規定されるカバーシートの第1方向における可動域を、接触領域が第1方向と他の方向とで同等とされた場合に比べて、長くすることができる。したがって、カバーシートの第1方向における歪みを小さくして張力を弱くすることができ、操作感触の悪化やカバーシートの破断を防ぐことができる。
なお、好ましくは、カバーシートと押子部材との接触領域は、第1方向において最も狭くされている。
上述した第1方向は長方形の短手方向となり、この短手方向にカバーシートと押子部材との接触領域が最も小さくされるようになる。
より具体的には、可動接点部材は、平面視して中央が凸部となるドーム形状の両端が切り欠かれることによって幅狭部が形成された形状とされる。
切欠部としては、押子部材の厚さ方向(カバーシート厚さ方向と同じ方向)にカットした欠落部としても良いし、カバーシートから所定距離だけ離した離間部としても良い。
壁部3bの内周縁部によって、収納部4を形成する空間が規定される。底面3aを挟んで対向する壁部3b間の距離は、長手方向であるx方向よりも、短手方向であるy方向の方が短くなっている。すなわち、壁部3bは、底面3aを挟んで対向する距離がx方向(第1方向)において最も短くなるように配置されている。このように、収納部4の形状は、ケース3の外形状に対応して、略直方体形状となっている。
壁部3bの上端は、少なくとも内周側が平坦面とされており、カバーシート9の端部が溶着されて固定される。
中央接点部13は、ケース3のx方向における一端3cから突出する第1接続端子14と電気的に接続されている。外周接点部15は、ケース3のx方向における他端3dから突出する第2接続端子16と電気的に接続されている。
可動接点部材5は、平面視して中央に、上方(すなわちケース3の底面3aとは反対方向:z方向)に突出する凸部5bを有するドーム形状とされている。この凸部5bに対して下方(すなわちケース3の底面3a方向)に押圧力を加えると、下方に撓んで凹形状に変形して反転動作し、中央接点部13に接触する。凸部5bに加えられた押圧力が解除されると、弾性力によって変形前の元形状に復帰する。
可動接点部材5は、平面視してx方向の両端部に、凸部5bに対して連続的に接続された脚部5cを有している。両脚部5cは、ケース3の底面3aの四隅に設けられた外周接点部15に接触した状態で設置されている。
押子部材7の平坦状とされた底面7bが、可動接点部材5の凸部5bに接して配置される。押子部材7の底面7bは、可動接点部材5の凸部5bに対して接合されずに載置されているだけである。ただし、押子部材7の底面7bは、可動接点部材5の凸部5bと接合してもよい。
Sy=(By−Dy)/2 ・・・(1)
Sy’=(By−Dx)/2 ・・・(2)
上述のように、Dx>Dyの関係となっているので、式(1)及び式(2)から、Sy>Sy’となる。すなわち、図5に示した本実施形態のプッシュスイッチ1Aは、押子部材7をサイドカットしているため、図6のようにサイドカットしていない場合に比べて、カバーシート9が操作時に変位する可動域のy方向寸法Syを大きくすることができる。
プッシュスイッチ1Aに対して、図4にて矢印Pで示した押圧力が加えられていない非操作時の状態では、可動接点部材5と中央接点部13とは離間しており、中央接点部13と外周接点部15とは電気的に接続されていない状態となる。
プッシュスイッチ1Aに対して、押圧力が加えられた操作時には、カバーシート9及び押子部材7を介して押圧力が可動接点部材5の凸部5bに伝達されて、凸部5bが凹形状に変形して反転し、凸部5bの裏面側が中央接点部13に接触する。このとき、押子部材7とカバーシート9とは溶着されているので、押子部材7とカバーシート9とは離間することなく接触領域を保ったまま一体的に変位する。可動接点部材5の凸部5bが中央接点部13に接触することで、可動接点部材5を介して中央接点部13と外周接点部15とが電気的に接続される。
押圧力を解除すると、可動接点部材5の弾性力によって凸部5bが変形前の元形状に復帰することによって、中央接点部13と外周接点部15との電気的接続状態が解除される。
このように、押圧力の付加及び解除を繰り返すことで、中央接点部13と外周接点部15との電気的接続状態を切り替えることで、スイッチング動作を行う。
押圧力によって可動接点部材5が変形される間、カバーシート9は押子部材7とともに変形する。このとき、カバーシート9の端部がケース3の壁部3bの上端に固定されているので、カバーシート9は、壁部3bに対する固定位置と押子部材7に溶着された接触領域との間が可動域となり、固定位置と接触領域との変位差に基づいて伸びる。このとき、ケース3の底面3aを挟んで対向する壁部3bの距離が最も短い短手方向(y方向,第1方向)においてカバーシート9の歪み(単位長さ当たりの伸び量)が最も大きくなる。
そこで、本実施形態では、カバーシート9と押子部材7との接触領域を、短手方向において最も短くするように、押子部材7の短手方向における両側部7aを切り欠いてサイドカットすることとした。これにより、壁部3bの上端に固定されたカバーシート9の端部と接触領域との短手方向における寸法Sy(図5参照)を、接触領域が短手方向とそれ以外の方向とで同等とされた場合(図6のSy’参照)に比べて、長くすることができる。したがって、カバーシート9の短手方向における歪みを小さくして張力を弱くすることができ、操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができる。
[変形例1−1]
図7〜図9に示すように、押子部材7は、カバーシート9を挟んで可動接点部材5の反対側に位置されており、カバーシート9の上に設置されている。すなわち、上記実施形態では、可動接点部材5、押子部材7、カバーシート9の順に設置されていたが、本変形例では、可動接点部材5、カバーシート9、押子部材7の順に設置されている。押子部材7とカバーシート9とは、接合されていても良いし、接合されていなくても良い。この場合にも、押子部材7の短手方向(y方向)における両側部7aが切り欠かれているので、操作時におけるカバーシート9の短手方向における歪みを小さくして操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができる。
上記実施形態では可動接点部材5は平面視して略長方形とされていたが、図10〜図12に示すように、可動接点部材5Aを平面視して円形としてもよい。円形とされた可動接点部材5Aの直径は、壁部3bの短手方向(y方向)の距離に対応する寸法とされている。押子部材7は、上記実施形態と同様にサイドカットされた形状とされているので、操作時におけるカバーシート9の短手方向における歪みを小さくして操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができるという効果を奏する。
さらに、本変形例では、可動接点部材5Aを円形として可動接点部材5Aを長手方向の全体に設ける必要がないので、小型化することができる。また、可動接点部材5Aの両端を切り欠くことなくそのまま使用できる。
図13〜図15に示すように、本変形例は、上記変形例1−1と上記変形例1−2を組み合わせたものとなっている。具体的には、押子部材7がカバーシート9の上に設置されており、可動接点部材5Aが平面視して円形とされている。
本変形例においても、押子部材7は、上記実施形態と同様にサイドカットされた形状とされているので、操作時におけるカバーシート9の短手方向における歪みを小さくして操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができるという効果を奏する。
図16には、上記実施形態の押子部材7の変形例が示されている。本変形例では、カバーシート9に接触する押子部材7Aの先端面(同図では上端面)のみをカバーシート9の短手方向(y方向)に幅狭化させて、押子部材7Aの基部(同図では下部)は先端面よりも幅広としている。すなわち、上記実施形態のように押子部材7の厚さ方向(z方向)の全体を切り欠くのではなく、本変形例の押子部材7Aは、カバーシート9との接触領域を残し、それ以外の領域はカバーシート9に接触しない程度に離間するように部分的に切り欠いた形状とする。押子部材7Aとカバーシート9との接触領域は、上記実施形態と同様に、カバーシート9の短手方向(y方向)に最も短くなるように形成されている。したがって、上記実施形態と同様に、操作時におけるカバーシート9の短手方向における歪みを小さくして操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができるという効果を奏する。
変形例1−4に対する変形例として、図17に示すように、押子部材7Bをカバーシート9の上に設置してもよい。本変形例では、押子部材7Bの幅狭とされた先端面は、カバーシート9方向である下方に向けて設置されることになる。同図に示されているように、押子部材7Bは、短手方向(y方向)における横断面では、先端面(同図では下端面)に対応する下辺が上辺よりも短い台形となっている。
図18及び図19に示すように、カバーシート9に接触する押子部材7の先端面(同図では上端面)の接合領域Sを、短手方向(y方向)において狭くしても良い。接合領域Sは、上記実施形態と同様に例えばレーザ溶着によって形成する。このように、押子部材7の先端面よりも短手方向に狭い接合領域Sを設けることによって、操作時におけるカバーシート9との接触領域を調整することができる。具体的には、操作時に押子部材7を可動接点部材5側に押し込んで下方に変形させたときに、図18に示すように、接合領域Sの周囲は押子部材7の先端面(同図において上面)からカバーシート9が離れる一方で、接合領域Sのみがカバーシート9との接触を維持した状態とすることができる。これにより、押子部材7の先端面全体に接合領域を形成した場合に比べて、カバーシート9の短手方向(y方向)における距離を大きくすることができる。なお、操作時には、接合領域Sよりも小さい先端面を有するキートップ等の押圧部材20を用いる。
以上の通り、本変形例では、接合領域Sによって短手方向に狭い接触領域を得ることができるので、上記実施形態と同様に、操作時におけるカバーシート9の短手方向における歪みを小さくして操作感触の悪化やカバーシート9の破断を防ぐことができるという効果を奏する。
3 ケース
3a 底面
3b 壁部
3c 一端
3d 他端
4 収納部
5,5A 可動接点部材
5a 側部
5b 凸部
7 押子部材
7a 側部
7b 底面
7c 凸部
9 カバーシート
13 中央接点部
14 第1接続端子
15 外周接点部
16 第2接続端子
20 押圧部材
Claims (8)
- 押圧力に応じて変形して接点に接触する可動接点部材と、
周囲に壁部が設けられた内部に前記可動接点部材を収容可能で、該内部の底面に前記接点を備え、前記壁部同士の距離が第1方向において最も短い収納部を有するケースと、
前記収納部に設置された可動接点部材を覆い、端部が前記壁部に固定されたカバーシートと、
前記カバーシートと接触した状態で、前記可動接点部材に対して前記押圧力を伝達する押子部材と、
を備え、
前記可動接点部材が前記押圧力に応じて変形される間に前記押子部材が前記カバーシートに対して接触する接触領域が、前記第1方向において該第1方向に交差する他の方向よりも狭くされているプッシュスイッチ。 - 前記壁部は、平面視した場合に、長方形状を成すように配置されている請求項1に記載のプッシュスイッチ。
- 前記可動接点部材は、平面視した場合に、長方形状を成すように配置された前記壁部に応じて前記第1方向において他の方向よりも幅が狭い幅狭部が設けられている請求項2に記載のプッシュスイッチ。
- 前記可動接点部材は、平面視した場合に、長方形状を成すように配置された前記壁部の短手方向の距離に対応する直径を有する円形とされている請求項2に記載のプッシュスイッチ。
- 前記押子部材は、前記第1方向において前記カバーシートに対して非接触となる切欠部を有する請求項1から4のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
- 前記押子部材は、前記カバーシートと前記可動接点部材との間に設けられている請求項1から5のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
- 前記押子部材は、前記カバーシートを挟んで前記可動接点部材の反対側に設けられている請求項1から5のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
- 前記カバーシートと前記押子部材との前記接触領域は、該カバーシートと該押子部材とを接合する接合領域によって規定されている請求項1から6のいずれかに記載のプッシュスイッチ。
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