JP6761754B2 - スイッチデバイスおよびスイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、表面実装型のスイッチデバイス及びこれを用いたスイッチに関する。
図12に示されるように、特許文献1には、スイッチ900が開示されている。図12及び図13に示されるように、スイッチ900は、表面実装型のスイッチデバイス910と、基板950とを有している。スイッチデバイス910は、ドーム接点912と、連結部916と、枠部918とを有している。枠部918には接続部919が形成されている。基板950には、接点用電極952と、固定用電極954とが形成されている。スイッチデバイス910の枠部918の接続部919は、基板950の固定用電極954に取り付けられる。スイッチデバイス910のドーム接点912を上下方向(Z方向)において下方(−Z方向)に押圧すると、ドーム接点912が下側(−Z側)に反転してクリック感が発生するとともにドーム接点912の頂部914が基板950の接点用電極952に接触し、これにより接点用電極952と固定用電極954とが電気的に接続される。
特開2004−241164号公報
本発明は、操作者に対して更に明確なクリック感を与えることのできる表面実装型のスイッチデバイス及びこれを用いたスイッチを提供することを目的とする。
本発明は、第1のスイッチデバイスとして、
基板に接続されるスイッチの要素を構成するスイッチデバイスであって、
前記スイッチデバイスは、ドーム接点と、支持体と、スペーサとを備えており、
前記ドーム接点と、前記支持体と、前記スペーサとは、夫々導電体からなるものであり、
前記ドーム接点は、上下方向において上方に膨らんだドーム形状を有しており、
前記ドーム接点は、裾部と、頂部とを有しており、
前記支持体は、前記ドーム接点を支持しており、
前記スペーサは、前記上下方向と直交する水平面内に延びる板状の形状を有しており、
前記スペーサは、前記上下方向において、前記ドーム接点の下方に位置しており、
前記スペーサは、前記支持体に固定されており、
前記スペーサは、周縁部と、空隙部と、接続部とを有しており、
前記周縁部は、前記上下方向に沿って見た場合、前記ドーム接点の前記裾部と部分的に重なっており、
前記空隙部は、前記水平面内において前記周縁部に囲まれており、
前記ドーム接点の前記頂部は、前記上下方向に沿って見た場合、前記空隙部内に位置しており、
前記接続部は、前記基板に接続されるものであり、
前記ドーム接点の前記頂部が押下された場合、前記頂部は前記空隙部に受容され、且つ、前記裾部は少なくとも前記周縁部に接触する
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第2のスイッチデバイスとして、第1のスイッチデバイスであって、
前記支持体は、前記水平面内に延びる板状の形状を有している
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第3のスイッチデバイスとして、第1又は第2のスイッチデバイスであって、
前記スイッチデバイスは、前記上下方向と直交する延伸方向に直線状に延びる連結部を更に有しており、
前記連結部は、前記支持体と前記スペーサとを連結する
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第4のスイッチデバイスとして、第3のスイッチデバイスであって
前記ドーム接点を前記連結部に対して前記上下方向及び前記延伸方向の双方と直交する直交方向に投影した場合、前記ドーム接点の投影領域の前記延伸方向における両端は前記連結部内に位置している
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第5のスイッチデバイスとして、第3又は第4のスイッチデバイスであって、
前記スペーサには、折返し部と、押さえ部とが更に設けられており、
前記周縁部は、前記上下方向及び前記延伸方向の双方と直交する直交方向において両端を有しており、
前記連結部は、前記周縁部の前記両端のうちの一端に設けられており、
前記折返し部は、前記周縁部の前記両端のうちの他端から前記上下方向において上方に延びており、
前記折返し部は、前記押さえ部と前記直交方向において接続されており、
前記押さえ部は、前記水平面内に延びており、
前記支持体の一部は、前記上下方向において前記押さえ部と前記周縁部との間に挟まれている
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第6のスイッチデバイスとして、第1から第5までのいずれかのスイッチデバイスであって、
前記接続部は、前記水平面内において、前記周縁部から外側に突出している
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第7のスイッチデバイスとして、第1から第6までのいずれかのスイッチデバイスであって、
前記スペーサの前記周縁部と前記ドーム接点の前記裾部とは、前記裾部の全周に亘って接触している
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第8のスイッチデバイスとして、第1から第7までのいずれかのスイッチデバイスであって、
前記支持体は、枠部と、連結梁部とを有しており、
前記枠部は、前記スペーサに固定されており、
前記ドーム接点は、前記枠部内に配置されており、
前記連結梁部は、前記ドーム接点と前記枠部とを連結する
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第9のスイッチデバイスとして、第8のスイッチデバイスであって、
前記枠部には、第1位置決め孔が設けられており、
前記スペーサには、第2位置決め孔が設けられており、
前記第1位置決め孔と前記第2位置決め孔とは、前記上下方向に沿って見た場合、互いに重なっている
スイッチデバイスを提供する。
また、本発明は、第1のスイッチとして、第1から第8までのいずれかのスイッチデバイスと、押し子体とを備えるスイッチであって、
前記押し子体は、絶縁体からなり、支持部と、押し子とを備えており、
前記押し子は、前記上下方向に移動可能となるように前記支持部に支持されており、
前記押し子は、前記上下方向において下方に移動する際に、前記頂部を押圧して前記ドーム接点を反転させる
スイッチを提供する。
また、本発明は、第2のスイッチとして、第9のスイッチデバイスと、押し子体とを備えるスイッチであって、
前記押し子体は、絶縁体からなり、支持部と、押し子と、位置決めボスとを備えており、
前記押し子は、前記上下方向に移動可能となるように前記支持部に支持されており、
前記押し子は、前記上下方向において下方に移動する際に、前記頂部を押圧して前記ドーム接点を反転させ、
前記位置決めボスは、前記支持部に設けられており、
前記位置決めボスは、前記第1位置決め孔及び前記第2位置決め孔に夫々挿入されている
スイッチを提供する。
また、本発明は、第3のスイッチとして、第1又は第2のスイッチであって、
前記スイッチは、基板を更に備えており、
前記基板には、固定用電極と、接点用電極とが形成されており、
前記スペーサの前記接続部と前記固定用電極とは、互いに接続固定されており、
前記ドーム接点の前記頂部と前記接点用電極とは、前記ドーム接点の前記反転により、前記上下方向において前記ドーム接点の前記裾部よりも前記基板に近接した位置で互いに接触して電気的に接続され、
前記スイッチデバイスと、前記押し子体と、前記基板とは、互いに固定されている
スイッチを提供する。
また、本発明は、第4のスイッチとして、第1から第9までのいずれかのスイッチデバイスと、基板とを備えるスイッチであって、
前記基板には、固定用電極と、接点用電極とが形成されており、
前記スペーサの前記接続部と前記固定用電極とは、互いに接続固定されており、
前記ドーム接点は、前記頂部が前記押下されることにより反転するものであり、
前記ドーム接点の前記頂部と前記接点用電極とは、前記ドーム接点の前記反転により、前記上下方向において前記ドーム接点の前記裾部よりも前記基板に近接した位置で互いに接触して電気的に接続され、
前記スイッチデバイスと前記基板とは、互いに固定されている
スイッチを提供する。
本発明のスイッチデバイスは、ドーム接点の下方に位置するスペーサを備えている。即ち、本発明のスイッチデバイスは、特許文献1のスイッチデバイスと比較して、ドーム接点がより上方に位置するように配置されている。これにより、ドーム接点の頂部を押下した際の上下方向における頂部の変位量を増加させることができるため、操作者に対して更に明確なクリック感を与えることができる。
加えて、本発明のスイッチデバイスにおいては、支持体とスペーサとを導電体で構成すると共に基板に接続される接続部をスペーサに設けたことから、基板とスイッチデバイスとの接続を適切に行うことができる。
本発明の第1の実施の形態によるスイッチデバイスを含むスイッチを示す分解斜視図である。図において、頂部と裾部との境界を点線で示している。 図1のスイッチにおいて基板を除いた部分を示す斜視図である。 図2のスイッチを上下反転して示す斜視図である。図において、頂部と裾部との境界を点線で示している。 図2のスイッチにおいてスペーサを除いた部分を示す斜視図である。 図4のスイッチを上下反転して示す斜視図である。図において、頂部と裾部との境界を点線で示している。 図1のスイッチに含まれる押し子体を示す斜視図である。 図6の押し子体を上下反転して示す斜視図である。 本発明の第2の実施形態によるスイッチデバイスを示す斜視図である。ここで、スイッチデバイスのスペーサの押さえ部の近傍(破線で囲んだ部分)を拡大して描画している。 図8のスイッチデバイスを上下反転して示す斜視図である。 図8のスイッチデバイス用のブランクを示す上面図である。図において、第1折り曲げ線及び第2折り曲げ線を点線で示している。 図10のブランクを示す正面図である。 特許文献1のスイッチを示す断面図である。 図12のスイッチに含まれるスイッチデバイスを示す上面図である。
(第1の実施の形態)
図1から図7までに示されるように、本発明の第1の実施の形態によるスイッチ10は、基板600と、押し子体500と、シールドシート800と、スイッチデバイス100とを備えている。
図1から図5までから理解されるように、本実施の形態のスイッチ10において、スイッチデバイス100と、押し子体500と、基板600とは、互いに固定されている。より詳しくは、押し子体500と、シールドシート800と、スイッチデバイス100と、基板600とは、この順に上下方向において上から下に並べられて固定されている。特に、スイッチデバイス100と基板600とは、直接的に固定されている。本実施の形態において、上下方向はZ方向である。上方は+Z方向であり、下方は−Z方向である。
図1に示されるように、本実施の形態の基板600には、固定用電極610と、接点用電極620とが形成されている。本実施の形態の固定用電極610は、相互に離間して2つ形成されている。また本実施の形態の接点用電極620は、上下方向から見た場合、円形形状を有しており、上下方向におけるサイズは20μm程度である。
図6及び図7に示されるように、本実施の形態の押し子体500は、絶縁体からなり、支持部510と、押し子520と、4つの位置決めボス530とを備えている。
図6及び図7に示されるように、本実施の形態の支持部510は、枠体512と、2つの腕部516とを有している。枠体512は、上下方向と直交する水平面内において、概略ロの字状の断面を有しており、腕部516と押し子520とを包囲している。本実施の形態において、水平面はXY平面である。枠体512は、上下方向と直交する直交方向において2つの対向する内面513,514を有している。本実施の形態において、直交方向はY方向である。内面513は、直交方向において内面514の+Y側に位置している。即ち、内面514は、直交方向において内面513の−Y側に位置している。腕部516は、上下方向から見た場合、略C字状の形状を有している。
図7に示されるように、本実施の形態の押し子520は、その下面から下方に延びる押圧部522を有している。押し子520は、上下方向に移動可能となるように支持部510に支持されている。より詳しくは、支持部510の腕部516の一つは枠体512の内面513から延びて押し子520の−Y側部分に連結されており、支持部510の腕部516の残りの一つは枠体512の内面514から延びて押し子520の+Y側部分に連結されている。
図6及び図7に示されるように、位置決めボス530の夫々は、支持部510に設けられている。より詳しくは、本実施の形態の位置決めボス530は、支持部510の枠体512の下面の四隅近傍から、夫々下方に延びている。
図1から理解されるように、本実施の形態のシールドシート800は、樹脂製であり、水平面内に延びる正方形形状を有している。シールドシート800の四隅近傍には、孔810が夫々設けられている。孔810は、シールドシート800を上下方向に貫通する孔であり、水平面内において円形形状を有している。
図1から図7までから理解されるように、本実施の形態によるスイッチデバイス100は、基板600に接続されるスイッチ10の要素を構成するものである。具体的には、本実施の形態のスイッチデバイス100は、ドーム接点200と、支持体300と、スペーサ400とを備えている。ドーム接点200と、支持体300と、スペーサ400とは、夫々導電体からなるものである。
図1、図3、図5及び図11から理解されるように、ドーム接点200は、上下方向において上方に膨らんだドーム形状を有している。より詳しくは、ドーム接点200は、裾部210と、頂部220とを有している。
図1、図3及び図5から理解されるように、本実施の形態の裾部210は、上下方向から見た場合、円環形状を有している。また本実施の形態の頂部220は、上下方向から見た場合、円形形状を有している。頂部220と裾部210とは、境界である裾部210の内周において曲面が径方向に滑らかでない変化をするように接続されている。頂部220は、円形形状の中心軸上に位置する上端222及び下端224を有している。頂部220の下端224は、上下方向において裾部210から離れて上方に位置している。頂部220の中心軸と裾部210の円環形状の中心軸とは一致しており、これらの中心軸は水平面と直交している。
図1、図3及び図5に示されるように、支持体300は、水平面内に延びる板状の形状を有している。より詳しくは、本実施の形態の支持体300は、枠部310と、2つの連結梁部320とを有している。枠部310は、上下方向から見た場合、略ロの字状の形状を有しており、スペーサ400に固定されている。枠部310は、直交方向において対向する2つの内面313,314を有している。内面313は、直交方向において内面314の+Y側に位置している。即ち、内面314は、直交方向において内面313の−Y側に位置している。連結梁部320は、直交方向に延びる長板形状を有している。
図1、図3及び図5に示されるように、ドーム接点200は、支持体300の枠部310内に配置されている。即ち、支持体300の枠部310は、上下方向に沿って見た場合に、ドーム接点200を全周に亘って包囲している。
図1、図3及び図5に示されるように、支持体300は、ドーム接点200を支持している。即ち、支持体300の連結梁部320は、ドーム接点200と支持体300の枠部310とを連結している。より具体的には、連結梁部320の一つは枠部310の内面313から延びてドーム接点200の裾部210の+Y側部分に連結されており、連結梁部320の残りの一つは枠部310の内面314から延びてドーム接点200の裾部210の−Y側部分に連結されている。換言すれば、ドーム接点200は、支持体300の枠部310と連結梁部320のみで連結されている。
図1、図3及び図5に示されるように、支持体300の枠部310の四隅近傍には、第1位置決め孔330が夫々設けられている。本実施の形態の第1位置決め孔330は、上下方向において枠部310を貫通する孔であり、上下方向に沿って見た場合、円形形状を有している。
図1、図3及び図5に示されるように、スペーサ400は、水平面内に延びる板状の形状を有しており、上下方向における厚さは0.1mm程度である。即ち、上下方向において、スペーサ400の厚さは、基板600の接点用電極620の厚さよりも厚くなっている。スペーサ400は、上下方向において、ドーム接点200の下方に位置している。より具体的には、本実施の形態のスペーサ400は、上下方向においてドーム接点200の裾部210の下方に位置している。
図1、図3及び図5に示されるように、スペーサ400は、周縁部410と、空隙部430と、4つの接続部440とを有している。スペーサ400は、支持体300に固定されている。より詳しくは、スペーサ400の周縁部410は、支持体300の枠部310に固定されている。
図1、図3及び図5に示されるように、周縁部410は、水平面内に延びる平板形状を有している。より具体的には、上下方向に沿って見た場合、本実施の形態の周縁部410の外側の形状は、正方形である。図1及び図3から理解されるように、周縁部410は、上下方向に沿って見た場合、ドーム接点200の裾部210と部分的に重なっている。より具体的には、スペーサ400の周縁部410とドーム接点200の裾部210とは、裾部210の全周に亘って接触している。即ち、裾部210の中心軸と直交する方向において、裾部210の全外周は、スペーサ400の周縁部410と接触している。
図1、図3及び図5に示されるように、空隙部430は、上下方向にスペーサ400を貫通する円形状の孔である。空隙部430は、水平面内において周縁部410に囲まれている。即ち、空隙部430の周縁は閉じている。図1及び図3から理解されるように、ドーム接点200の頂部220は、上下方向に沿って見た場合、空隙部430内に位置している。より具体的には、空隙部430の円形孔の中心軸とドーム接点200の頂部220の中心軸とは一致しており、水平面内において、空隙部430の円形孔の直径はドーム接点200の裾部210の内周の直径よりも大きい。
図1、図3及び図5に示されるように、接続部440は、水平面内に延びる長板形状を有しており、水平面内において周縁部410から外側に突出している。より具体的には、本実施の形態の接続部440は、周縁部410の四辺から外側に夫々突出している。接続部440は、基板600に接続されるものである。より具体的には、4つの接続部440のうち対向する二辺から突出する2つの接続部440と基板600の2つの固定用電極610とが、半田により互いに接続固定されている。このように2つの接続部440によって接続されることで、スペーサ400は基板600に良好に固定される。
上述のように、本実施の形態の接続部440は、ドーム接点200の裾部210の下方に位置するスペーサ400に設けられている。これはスペーサ400が導電体で構成されることで可能となっている。仮に導電体のスペーサ400に替えて絶縁体からなるスペーサを用いるとすると、上方に位置する支持体300から延長しそのスペーサの厚さ分だけ下方に降りて基板600の固定用電極610に接続する、段差を有した接続部を形成しなければならない。このような接続部は折り曲げ構造により形状が複雑となってしまい、安定して固定用電極610の面に当てることが難しい。これに対し導電体からなるスペーサ400であれば、同一平面に接続部440を設けることができ、安定して固定用電極610の面に当てることができる。またそれに加え、特許文献1のスイッチデバイスと比較して、接続部440を基板600の固定用電極610に半田で接続する際にフラックスがドーム接点200に流れ込む可能性が低減されている。特に本実施の形態の接続部440は、上述のようにスペーサ400の周縁部410から外側に突出していることから、接続部440を基板600の固定用電極610に半田で接続する際にフラックスがドーム接点200やスペーサ400の空隙部430に流れ込む可能性がより低減されている。
図1及び図3に示されるように、スペーサ400の周縁部410の四隅近傍には、第2位置決め孔470が設けられている。本実施の形態の第2位置決め孔470は、上下方向において周縁部410を貫通する孔であり、上下方向に沿って見た場合、円形形状を有している。
図1及び図3に示されるように、第1位置決め孔330と第2位置決め孔470とは、上下方向に沿って見た場合、互いに重なっている。また、図1、図3及び図5から理解されるように、押し子体500の位置決めボス530は、シールドシート800の孔810を介して、第1位置決め孔330及び第2位置決め孔470に夫々挿入されている。これにより、水平面内において、押し子体500と、ドーム接点200と、スペーサ400とを、互いに適切な相対位置に固定することができる。
本実施の形態のスイッチデバイス100の動作について、以下に詳述する。
図1から図7までから理解されるように、本実施の形態のスイッチデバイス100において、ドーム接点200の頂部220が押下された場合、ドーム接点200は反転する。即ち、ドーム接点200の頂部220が押下された場合、頂部220は空隙部430に受容され、且つ、裾部210は少なくとも周縁部410に接触する。より詳しくは、ドーム接点200の頂部220の上端222が押下された場合、ドーム接点200が弾性変形して、頂部220の下端224は上下方向において空隙部430の上端よりも下方に移動する。
ドーム接点200が反転する際においては、前述のように、スペーサ400の周縁部410とドーム接点200の裾部210とは、裾部210の全周に亘って接触している。これにより、ドーム接点200の頂部220が押下された場合、ドーム接点200の裾部210の全周がスペーサ400の周縁部410によって支えられながら、ドーム接点200の頂部220が下方に移動することとなる。よって、ドーム接点200の頂部220に加えられた押下力は、裾部210の全周を介して均等にスペーサ400の周縁部410に分散されるため、ドーム接点200の意図しない変形が避けられると共にドーム接点200を押す方向によってクリック感に差が出てしまうといった事態を避けることができる。
本実施の形態のスイッチ10の動作について、以下に詳述する。
図1から図7までから理解されるように、押し子体500の押し子520は、上下方向において下方に移動する際に、ドーム接点200の頂部220を押圧してドーム接点200を反転させる。ここで、ドーム接点200の反転時の動作は、上述のスイッチデバイス100の場合と同様である。
本実施の形態のスイッチ10のドーム接点200が反転した場合、ドーム接点200の頂部220は、基板600の接点用電極620と接触して電気的に接続される。より詳しくは、前述のようにスペーサ400の厚さが基板600の接点用電極620の厚さよりも厚くなっていることから、ドーム接点200が反転することにより、ドーム接点200の頂部220と基板600の接点用電極620とは、上下方向においてドーム接点200の裾部210よりも基板600に近接した位置で互いに接触して電気的に接続されることとなる。これにより、ドーム接点200の頂部220を押下した際の上下方向における頂部220の変位量が増加するため、操作者に対して更に明確なクリック感が与えられる。
このようにドーム接点200の頂部220と基板600の接点用電極620とが互いに電気的に接続された場合、前述のようにスペーサ400の接続部440は基板600の固定用電極610に接続固定されていることから、基板600上の固定用電極610と接点用電極620との間においてドーム接点200、支持体300及びスペーサ400を介して導通が確保されることとなる。
(第2の実施の形態)
図1及び図8から図11までを参照すると、本発明の第2の実施の形態によるスイッチ(図示せず)は、スイッチデバイス100Aを除き、上述した第1の実施の形態によるスイッチ10(図1参照)と同様な構成を備えている。そのため、以下の説明においては、第1の実施の形態と同様の構成要素に対しては同一の参照符号を用いる。
図1及び図8及び図9から理解されるように、本実施の形態のスイッチデバイス100Aは、基板600に接続されるスイッチ(図示せず)の要素を構成するものである。具体的には、本実施の形態のスイッチデバイス100Aは、ドーム接点200Aと、支持体300Aと、スペーサ400Aと、連結部480とを備えている。ドーム接点200Aと、支持体300Aと、スペーサ400Aとは、夫々導電体からなるものである。
図8から図11までを参照すると、スイッチデバイス100Aは、均一な厚みを有する一枚の金属板を打ち抜いてプレス加工を施すことによりブランク100Bを形成した後、ブランク100Bを曲げ加工して形成されたものである。ブランク100B及びその曲げ加工ついては後述する。
図8及び図11に示されるように、ドーム接点200Aは、上下方向において上方に膨らんだドーム形状を有している。本実施の形態において、上下方向はZ方向である。上方は+Z方向であり、下方は−Z方向である。より詳しくは、ドーム接点200Aは、裾部210Aと、頂部220Aとを有している。
図8及び図9から理解されるように、本実施の形態の裾部210Aは、上下方向から見た場合、円環形状を有している。本実施の形態の頂部220Aは、上下方向から見た場合、円形形状を有している。頂部220Aと裾部210Aとは、境界である裾部210Aの内周において曲面が径方向に滑らかでない変化をするように接続されている。頂部220Aは、円形形状の中心軸上に位置する上端222A及び下端224Aを有している。頂部220Aの下端224Aは、上下方向において裾部210Aから離れて上方に位置している。頂部220Aの中心軸と裾部210Aの円環形状の中心軸とは一致しており、これらの中心軸は水平面と直交している。
図8に示されるように、支持体300Aは、上下方向と直交する水平面内に延びる板状の形状を有している。本実施の形態において、水平面はXY平面である。より詳しくは、本実施の形態の支持体300Aは、枠部310Aと、2つの連結梁部320Aとを有している。枠部310Aは、上下方向から見た場合、略ロの字状の形状を有しており、スペーサ400Aに固定されている。枠部310Aは、上下方向と直交する直交方向において対向する2つの内面313A,314Aを有している。内面313Aは、直交方向において内面314Aの+Y側に位置している。即ち、内面314Aは、直交方向において内面313Aの−Y側に位置している。連結梁部320Aは、直交方向に延びる長板形状を有している。支持体300Aの枠部310Aの+Y側端は自由端となっている。本実施の形態において、直交方向はY方向である。
図8及び図9に示されるように、ドーム接点200Aは、支持体300Aの枠部310A内に配置されている。即ち、支持体300Aの枠部310Aは、上下方向に沿って見た場合に、ドーム接点200Aを全周に亘って包囲している。
図8及び図9に示されるように、支持体300Aは、ドーム接点200Aを支持している。即ち、支持体300Aの連結梁部320Aは、ドーム接点200Aと支持体300Aの枠部310Aとを連結している。より具体的には、連結梁部320Aの一つは枠部310Aの内面313Aから延びてドーム接点200Aの裾部210Aの+Y側部分に連結されており、連結梁部320Aの残りの一つは枠部310Aの内面314Aから延びてドーム接点200Aの裾部210Aの−Y側部分に連結されている。換言すれば、ドーム接点200Aは、支持体300Aの枠部310Aと連結梁部320Aのみで連結されている。
図8及び図9に示されるように、支持体300Aの枠部310Aの四隅近傍には、第1位置決め孔330Aが夫々設けられている。本実施の形態の第1位置決め孔330Aは、上下方向において枠部310Aを貫通する孔であり、上下方向に沿って見た場合、円形形状を有している。
図9に示されるように、スペーサ400Aは、水平面内に延びる板状の形状を有しており、上下方向における厚さは0.1mm程度である。即ち、上下方向において、スペーサ400Aの厚さは、基板600の接点用電極620の厚さよりも厚くなっている。スペーサ400Aは、上下方向において、ドーム接点200Aの下方に位置している。より具体的には、より具体的には、本実施の形態のスペーサ400Aは、上下方向においてドーム接点200Aの裾部210Aの下方に位置している。
図8に示されるように、スペーサ400Aは、周縁部410Aと、空隙部430Aと、2つの接続部440Aとを有している。スペーサ400Aは、支持体300Aに固定されている。より詳しくは、スペーサ400Aの周縁部410Aは、支持体300Aの枠部310Aに固定されている。
図8に示されるように、周縁部410Aは、水平面内に延びる平板形状を有している。より具体的には、上下方向に沿って見た場合、本実施の形態の周縁部410Aの外側の形状は、直交方向に長い長方形である。周縁部410Aは、直交方向において両端420を有している。周縁部410Aの両端420は、−Y側に位置する一端422と、+Y側に位置する他端424とで構成される。図8及び図9から理解されるように、周縁部410は、上下方向に沿って見た場合、ドーム接点200Aの裾部210Aと部分的に重なっている。より具体的には、スペーサ400Aの周縁部410Aとドーム接点200Aの裾部210Aとは、裾部210Aの全周に亘って接触している。即ち、裾部210Aの中心軸と直交する方向において、裾部210Aの全外周は、スペーサ400の周縁部410Aと接触している。
図8及び図9に示されるように、空隙部430Aは、上下方向にスペーサ400Aを貫通する円形状の孔である。空隙部430Aは、水平面内において周縁部410Aに囲まれている。即ち、空隙部430Aの周縁は閉じている。図8及び図9から理解されるように、ドーム接点200Aの頂部220Aは、上下方向に沿って見た場合、空隙部430A内に位置している。より具体的には、空隙部430Aの円形孔の中心軸とドーム接点200Aの頂部220Aの中心軸とは一致しており、水平面内において、空隙部430Aの円形孔の直径はドーム接点200Aの裾部210Aの内周の直径よりも大きい。
図8及び図9に示されるように、接続部440Aは、水平面内に延びる長板形状を有しており、水平面内において周縁部410Aから外側に突出している。より具体的には、本実施の形態の接続部440Aは、周縁部410Aの長辺から外側に夫々突出している。接続部440Aは、基板600に接続されるものである。より具体的には、2つの接続部440Aと基板600の2つの固定用電極610とが、半田により互いに接続固定されている。このように2つの接続部440Aによって接続されることで、スペーサ400Aは基板600に良好に固定される。
上述のように、本実施の形態の接続部440Aは、ドーム接点200Aの裾部210Aの下方に位置するスペーサ400Aに設けられている。これはスペーサ400Aが導電体で構成されることで可能となっている。仮に導電体のスペーサ400Aに替えて絶縁体からなるスペーサを用いるとすると、上方に位置する支持体300Aから延長しそのスペーサの厚さ分だけ下方に降りて基板600の固定用電極610に接続する、段差を有した接続部を形成しなければならない。このような接続部は折り曲げ構造により形状が複雑となってしまい、安定して固定用電極610の面に当てることが難しい。これに対し導電体からなるスペーサ400Aであれば、同一平面内に接続部440Aを設けることができ、安定して固定用電極610の面に当てることができる。またそれに加え、特許文献1のスイッチデバイスと比較して、接続部440Aを基板600の固定用電極610に半田で接続する際にフラックスがドーム接点200Aに流れ込む可能性が低減されている。特に本実施の形態の接続部440Aは、上述のようにスペーサ400Aの外側に突出していることから、接続部440Aを基板600の固定用電極610に半田で接続する際にフラックスがドーム接点200Aやスペーサ400Aの空隙部430Aに流れ込む可能性がより低減されている。
図8及び図9に示されるように、連結部480は、上下方向及び直交方向の双方と直交する延伸方向に直線状に延びている。本実施の形態において、延伸方向はX方向である。連結部480は、周縁部410Aの両端420のうちの一端422に設けられており、支持体300Aとスペーサ400Aとを連結している。具体的には、連結部480は、支持体300Aの枠部310Aの−Y側端と、スペーサ400Aの周縁部410Aの一端422とを連結している。より詳しくは、本実施の形態の連結部480は、スペーサ400Aの一端422において、−X側端部付近から+X側端部付近に亘って延伸方向に沿って連続的に延びている。
図8及び図9から理解されるように、ドーム接点200Aを連結部480に対して直交方向に投影した場合、ドーム接点200Aの投影領域230の延伸方向における両端232は連結部480内に位置している。これにより、スイッチデバイス100Aにおいてドーム接点200Aとスペーサ400Bとの相対位置を安定して維持することができる。
図8に示されるように、スペーサ400Aには、折返し部450と、押さえ部460とが更に設けられている。折返し部450は、周縁部410Aの両端420のうちの他端424から上下方向において上方に延びている。折返し部450は、押さえ部460と直交方向において接続されている。押さえ部460は、水平面内に延びる平板状の形状を有している。支持体300Aの一部は、上下方向において押さえ部460と周縁部410Aとの間に挟まれている。より具体的には、支持体300Aの枠部310Aの自由端を含む部分は、上下方向において押さえ部460と周縁部410Aとの間に挟まれている。
図8及び図9に示されるように、スペーサ400Aの周縁部410Aの四隅付近には、第2位置決め孔470Aが設けられている。本実施の形態の第2位置決め孔470Aは、上下方向において周縁部410Aを貫通する孔であり、上下方向に沿って見た場合、円形形状を有している。
図8及び図9に示されるように、第1位置決め孔330Aと第2位置決め孔470Aとは、上下方向に沿って見た場合、互いに重なっている。また、図1、図8及び図9から理解されるように、押し子体500の位置決めボス530は、シールドシート800の孔810を介して、第1位置決め孔330A及び第2位置決め孔470Aに夫々挿入されている。これにより、水平面内において、押し子体500と、ドーム接点200Aと、スペーサ400Aとを、互いに適切な相対位置に固定することができる。
上述のように、スイッチデバイス100Aはブランク100Bを曲げ加工して形成される。図10に示されるように、ブランク100Bは、ドーム接点200Aと、支持体300Aと、スペーサ400Bと、第1折り曲げ線480Bと、第2折り曲げ線450Bと、押さえ部460Bとを備えている。ドーム接点200Aは、+Z側に膨らんだドーム形状を有している。第1折り曲げ線480Bは、支持体300Aの枠部310Aの−X側端部から+X側端部に亘って連続的に延伸方向に延びている。より具体的には、ドーム接点200Aを第1折り曲げ線480Bに対して直交方向に投影した場合、ドーム接点200Aの投影領域230Bの延伸方向における両端232Bは第1折り曲げ線480B内に位置している。第2折り曲げ線450Bは、スペーサ400Bの−X側端部から+X側端部に亘って連続的に延伸方向に延びている。スペーサ400Bは、周縁部410Bと、空隙部430Bと、接続部440Bとを有している。周縁部410Bには、第2位置決め孔470Bが設けられている。周縁部410Bは、直交方向において両端420Bを有しており、両端420Bは、+Y側に位置する一端422Bと、−Y側に位置する他端424Bとで構成される。ブランク100Bの曲げ加工について、以下に詳述する。
図8から図11までから理解されるように、まずブランク100Bを、スペーサ400Bがドーム接点200Aの−Z側に位置するように第1折り曲げ線480Bに沿って折り曲げる。これにより、スペーサ400Bの周縁部410Bの空隙部430Bの中心と、ドーム接点200Aの頂部220Aの中心とは、上下方向において同軸上に位置することとなる。またこのとき、スペーサ400Bの周縁部410Bの第2位置決め孔470Bの中心と、支持体300Aの枠部310Aの第1位置決め孔330Aの中心とは、夫々上下方向において同軸上に位置することとなる。
特に上述のように、ドーム接点200Aを第1折り曲げ線480Bに対して直交方向に投影した場合、ドーム接点200Aの投影領域230Bの延伸方向における両端232Bは第1折り曲げ線480B内に位置していることから、スペーサ400Bを第1折り曲げ線480Bで折り曲げる際に、相対的に位置ずれすることなくドーム接点200Aとスペーサ400Bとを重ねることができ、また折り曲げ後においてもドーム接点200Aとスペーサ400Bとの相対位置を安定して維持することができる。
その後、押さえ部460Bを、押さえ部460Bが支持体300Aの+Z側に位置するように第2折り曲げ線450Bに沿って折り返す。これにより、支持体300Aの枠部310Aの自由端を含む部分が、上下方向において押さえ部460Bと周縁部410Aとの間に挟まれることとなる。
図8から図11までから理解されるように、ブランク100Bを曲げ加工することにより、ブランク100Bのスペーサ400Bと、押さえ部460Bは、スペーサ400Aと、押さえ部460Aとなる。また、スペーサ400Bの周縁部410Bと、空隙部430Bと、接続部440Bとは、周縁部410Aと、空隙部430Aと、接続部440Aとなる。加えて、周縁部410Bの第2位置決め孔470Bは、第2位置決め孔470Aとなる。更に、ブランク100Bの第1折り曲げ線480B付近の部位から連結部480が形成され、第2折り曲げ線450B付近の部位から折返し部450が形成される。
本実施の形態のスイッチデバイス100Aの動作について、以下に詳述する。
図1、図8及び図9から理解されるように、本実施の形態のスイッチデバイス100Aにおいて、ドーム接点200Aの頂部220Aが押下された場合、ドーム接点200Aは反転する。即ち、ドーム接点200Aの頂部220Aが押下された場合、頂部220Aは空隙部430Aに受容され、且つ、裾部210Aは少なくとも周縁部410Aに接触する。より詳しくは、ドーム接点200Aの頂部220Aの上端222Aが押下された場合、ドーム接点200Aが弾性変形して、頂部220Aの下端224Aは上下方向において空隙部430Aの上端よりも下方に移動する。
ドーム接点200Aが反転する際においては、前述のように、スペーサ400Aの周縁部410Aとドーム接点200Aの裾部210Aとは、裾部210Aの全周に亘って接触している。これにより、ドーム接点200Aの頂部220Aが押下された場合、ドーム接点200Aの裾部210Aの全周がスペーサ400Aの周縁部410Aによって支えられながら、ドーム接点200Aの頂部220Aが下方に移動することとなる。よって、ドーム接点200Aの頂部220Aに加えられた押下力は、裾部210Aの全周を介して均等にスペーサ400Aの周縁部410Aに分散されるため、ドーム接点200Aの意図しない変形が避けられると共にドーム接点200Aを押す方向によってクリック感に差が出てしまうといった事態を避けることができる。
本実施の形態のスイッチの動作について、以下に詳述する。
図1、図8及び図9から理解されるように、押し子体500の押し子520は、上下方向において下方に移動する際に、ドーム接点200Aの頂部220Aを押圧してドーム接点200Aを反転させる。ここで、ドーム接点200Aの反転時の動作は、上述のスイッチデバイス100Aの場合と同様である。
本実施の形態のスイッチのドーム接点200Aが反転した場合、ドーム接点200Aの頂部220Aは、基板600の接点用電極620と接触して電気的に接続される。より詳しくは、前述のようにスペーサ400Aの厚さが基板600の接点用電極620の厚さよりも厚くなっているため、ドーム接点200Aが反転することにより、ドーム接点200Aの頂部220Aと基板600の接点用電極620とは、上下方向においてドーム接点200Aの裾部210Aよりも基板600に近接した位置で互いに接触して電気的に接続されることとなる。これにより、ドーム接点200Aの頂部220Aを押下した際の上下方向における頂部220Aの変位量が増加するため、操作者に対して更に明確なクリック感が与えられる。
このようにドーム接点200Aの頂部220Aと基板600の接点用電極620とが互いに電気的に接続された場合、前述のようにスペーサ400Aの接続部440Aは基板600の固定用電極610に接続固定されていることから、基板600上の固定用電極610と接点用電極620との間においてドーム接点200A、支持体300A及びスペーサ400Aを介して導通が確保されることとなる。
以上、本発明について、複数の実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。
上述した実施の形態のスイッチは、スイッチデバイス100,100Aと、押し子体500と、基板600と、シールドシート800とを備えていたが、本発明はこれに限定されず、スイッチデバイス100,100Aと押し子体500のみで構成されていてもよく、また、スイッチデバイス100,100Aと基板600のみで構成されていてもよい。また、スイッチデバイス100,100Aと基板600とは直接的に固定されていたが、本発明はこれに限定されず、耐熱性両面粘着テープを間に介在させてもよい。
上述した実施の形態の枠部310,310Aは、上下方向に沿って見た場合に、ドーム接点200,200Aを全周に亘って包囲していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、枠部が上面視でH字状となるような形状を有していてもよい。
上述した実施の形態の第1位置決め孔330,330A及び第2位置決め孔470,470Aは、水平面内において円形形状を有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1位置決め孔及び第2位置決め孔は、互いに直交する長円形状を有していてもよい。
上述した実施の形態の空隙部430,430Aの周縁は閉じていたが、本発明はこれに限定されない。即ち、空隙部の周縁は閉じていなくてもよい。
上述の実施の形態の連結部480は、スペーサ400Aの一端422において、−X側端部付近から+X側端部付近に亘って延伸方向に沿って連続的に延びていたが、本発明はこれに限定されない。ドーム接点を連結部に対して直交方向に投影した場合、ドーム接点の投影領域の延伸方向における両端が連結部内に位置している限りにおいて、連結部は、上述のように連続的に延びていなくてもよい。例えば、連結部が、延伸方向において相互に分離した2つの部分から構成されていてもよい。
10 スイッチ
100,100A スイッチデバイス
100B ブランク
200,200A ドーム接点
210,210A 裾部
220,220A 頂部
222,222A 上端
224,224A 下端
230,230B 投影領域
232,232B 両端
300,300A 支持体
310,310A 枠部
313,313A 内面
314,314A 内面
320,320A 連結梁部
330,330A 第1位置決め孔
400,400A,400B スペーサ
410,410A,410B 周縁部
420,420B 両端
422,422B 一端
424,424B 他端
430,430A,430B 空隙部
440,440A,440B 接続部
450 折返し部
450B 第2折り曲げ線
460,460B 押さえ部
470,470A,470B 第2位置決め孔
480 連結部
480B 第1折り曲げ線
500 押し子体
510 支持部
512 枠体
513 内面
514 内面
516 腕部
520 押し子
522 押圧部
530 位置決めボス
600 基板
610 固定用電極
620 接点用電極
800 シールドシート
810 孔

Claims (12)

  1. スイッチデバイスと、基板とを備えるスイッチであって、
    前記スイッチデバイスは、前記基板に接続されるスイッチの要素を構成
    前記スイッチデバイスは、ドーム接点と、支持体と、スペーサとを備えており、
    前記ドーム接点と、前記支持体と、前記スペーサとは、夫々導電体からなるものであり、
    前記ドーム接点は、上下方向において上方に膨らんだドーム形状を有しており、
    前記ドーム接点は、裾部と、頂部とを有しており、
    前記支持体は、前記ドーム接点を支持しており、
    前記スペーサは、前記上下方向と直交する水平面内に延びる板状の形状を有しており、
    前記スペーサは、前記上下方向において、前記ドーム接点の下方に位置しており、
    前記スペーサは、前記支持体に固定されており、
    前記スペーサは、周縁部と、空隙部と、接続部とを有しており、
    前記周縁部は、前記上下方向に沿って見た場合、前記ドーム接点の前記裾部と部分的に重なっており、
    前記空隙部は、前記水平面内において前記周縁部に囲まれており、
    前記ドーム接点の前記頂部は、前記上下方向に沿って見た場合、前記空隙部内に位置しており、
    前記接続部は、前記基板に接続されるものであり、
    前記ドーム接点の前記頂部が押下された場合、前記頂部は前記空隙部に受容され、且つ、前記裾部は少なくとも前記周縁部に接触
    前記基板には、固定用電極と、接点用電極とが形成されており、
    前記スペーサの前記接続部と前記固定用電極とは、互いに接続固定されており、
    前記ドーム接点は、前記頂部が前記押下されることにより反転するものであり、
    前記ドーム接点の前記頂部と前記接点用電極とは、前記ドーム接点の前記反転により、前記上下方向において前記ドーム接点の前記裾部よりも前記基板に近接した位置で互いに接触して電気的に接続され、
    前記スイッチデバイスと前記基板とは、互いに固定されている
    スイッチ
  2. 請求項1記載のスイッチであって、
    前記支持体は、前記水平面内に延びる板状の形状を有している
    スイッチ
  3. 請求項1又は請求項2記載のスイッチであって、
    前記スイッチデバイスは、前記上下方向と直交する延伸方向に直線状に延びる連結部を更に有しており、
    前記連結部は、前記支持体と前記スペーサとを連結する
    スイッチ
  4. 請求項3記載のスイッチであって、
    前記ドーム接点を前記連結部に対して前記上下方向及び前記延伸方向の双方と直交する直交方向に投影した場合、前記ドーム接点の投影領域の前記延伸方向における両端は前記連結部内に位置している
    スイッチ
  5. 請求項3又は請求項4記載のスイッチであって、
    前記スペーサには、折返し部と、押さえ部とが更に設けられており、
    前記周縁部は、前記上下方向及び前記延伸方向の双方と直交する直交方向において両端を有しており、
    前記連結部は、前記周縁部の前記両端のうちの一端に設けられており、
    前記折返し部は、前記周縁部の前記両端のうちの他端から前記上下方向において上方に延びており、
    前記折返し部は、前記押さえ部と前記直交方向において接続されており、
    前記押さえ部は、前記水平面内に延びており、
    前記支持体の一部は、前記上下方向において前記押さえ部と前記周縁部との間に挟まれている
    スイッチ
  6. 請求項1から請求項5までのいずれかに記載のスイッチであって、
    前記接続部は、前記水平面内において、前記周縁部から外側に突出している
    スイッチ
  7. 請求項1から請求項6までのいずれかに記載のスイッチであって、
    前記スペーサの前記周縁部と前記ドーム接点の前記裾部とは、前記裾部の全周に亘って接触している
    スイッチ
  8. 請求項1から請求項7までのいずれかに記載のスイッチであって、
    前記支持体は、枠部と、連結梁部とを有しており、
    前記枠部は、前記スペーサに固定されており、
    前記ドーム接点は、前記枠部内に配置されており、
    前記連結梁部は、前記ドーム接点と前記枠部とを連結する
    スイッチ
  9. 請求項8記載のスイッチであって、
    前記枠部には、第1位置決め孔が設けられており、
    前記スペーサには、第2位置決め孔が設けられており、
    前記第1位置決め孔と前記第2位置決め孔とは、前記上下方向に沿って見た場合、互いに重なっている
    スイッチ
  10. 請求項1から請求項8までのいずれかに記載のスイッチであって、
    前記スイッチは、押し子体を更に備えており、
    前記押し子体は、絶縁体からなり、支持部と、押し子とを備えており、
    前記押し子は、前記上下方向に移動可能となるように前記支持部に支持されており、
    前記押し子は、前記上下方向において下方に移動する際に、前記頂部を押圧して前記ドーム接点を反転させる
    スイッチ。
  11. 請求項9記載のスイッチであって、
    前記スイッチは、押し子体を更に備えており、
    前記押し子体は、絶縁体からなり、支持部と、押し子と、位置決めボスとを備えており、
    前記押し子は、前記上下方向に移動可能となるように前記支持部に支持されており、
    前記押し子は、前記上下方向において下方に移動する際に、前記頂部を押圧して前記ドーム接点を反転させ、
    前記位置決めボスは、前記支持部に設けられており、
    前記位置決めボスは、前記第1位置決め孔及び前記第2位置決め孔に夫々挿入されている
    スイッチ。
  12. 請求項10又は請求項11記載のスイッチであって
    前記スイッチデバイスと、前記押し子体と、前記基板とは、互いに固定されている
    スイッチ。
JP2016251859A 2016-12-26 2016-12-26 スイッチデバイスおよびスイッチ Active JP6761754B2 (ja)

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