JP6996016B2 - プッシュスイッチ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プッシュスイッチ及びその製造方法に関する。

携帯電話、ポータブルステレオ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、車載オーディオ等のデバイスに搭載されるスイッチとして、プッシュスイッチが知られている。

特許文献１には、中央接点、外側接点、及び可動接点から構成されるスイッチ接点部が設けられたケースと、押圧体と、保護シートとを有するプッシュスイッチが記載されている。可動接点は、上方凸形のドーム状に形成された金属製の弾性薄板である。可動接点の外周下端は外側接点上に載置され、可動接点の中央部下面は中央接点と間隔をあけて対峙している。押圧体は、可動接点の中央部上面に載置されている。保護シートの周縁部は、レーザー照射によって、ケースの壁部に溶着固定されている。保護シートの中央部は、レーザー照射によって、押圧体の上面に溶着固定されている。

図１０は、プッシュスイッチの押圧部のストローク（変形量）Ｓと、プッシュスイッチの操作荷重Ｆとの関係を示したグラフである。グラフの横軸はストロークＳを、縦軸は操作荷重Ｆを示す。プッシュスイッチの押圧部を押圧することによりストロークＳが増加すると、操作荷重Ｆは増加していく。やがてストロークＳが所定の値Ｓｐになると、操作荷重Ｆは極大値（ピーク荷重Ｆｐ）をとり、プッシュスイッチの可動接点は反転し始める。その後ストロークＳが更に増加すると、操作荷重Ｆが減少しながら、可動接点は反転を続ける。やがてストロークＳが所定の値Ｓｂになると、操作荷重Ｆが極小値（ボトム荷重Ｆｂ）をとり、可動接点は反転し終わる。可動接点が反転し終わった後は、ストロークＳが増加すると操作荷重Ｆは急激に増加する。

一般に、プッシュスイッチの特性を表す指標として、プッシュスイッチの押圧操作の固さを示すピーク荷重、及びプッシュスイッチを押圧操作したときの感触のよさを示すクリック率が用いられる。ピーク荷重は、可動接点が反転し始めるときの操作荷重Ｆｐとして表される。クリック率は、可動接点が反転し始めるときの操作荷重（Ｆｐ）に対する、可動接点が反転し始めてから反転し終わるまでの操作荷重Ｆの減少量（Ｆｐ－Ｆｂ）の比（（Ｆｐ－Ｆｂ）／Ｆｐ）として表される。

特開２０１３－５８３８０号公報

プッシュスイッチのピーク荷重及びクリック率は、可動接点の設計を変更することにより調整することが可能である。しかしながら、可動接点の設計の変更には製造コストの上昇や技術的困難性を伴う場合が多いため、可動接点の設計を変更することなくプッシュスイッチのピーク荷重及びクリック率を調整したいという要請がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解消することを可能としたプッシュスイッチを提供することを目的とする。

また、本発明は、可動接点の設計を変更することなくピーク荷重及びクリック率を調整可能なプッシュスイッチの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るプッシュスイッチの製造方法は、ケースに形成された凹部の底面上に、複数の固定接点、及び複数の固定接点を互いに導通させるための可動接点を配置するステップと、第１保護シートを、複数の固定接点及び可動接点を覆う様にケースの側壁の上面に固定するステップと、第１保護シートと、可動接点を押下するための押下部材を第１保護シートとの間に挟持するための第２保護シートとの接着領域を、プッシュスイッチの特性を示す指標が所望の値になる様に、側壁の上の第１の位置と、第１保護シート上で第１の位置より押下部材側の第２の位置との間に設定するステップと、第２保護シートを、押下部材を第１保護シートとの間に挟持する様に、接着領域において第１保護シートに接着するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係るプッシュスイッチの製造方法は、押下部材の下面の一部のみを覆う接着部材によって押下部材の下面と第１保護シートの上面とを接着するステップを更に含むことが好ましい。

本発明に係るプッシュスイッチの製造方法では、プッシュスイッチの特性を示す指標は、ピーク荷重又はクリック率であることが好ましい。

本発明に係るプッシュスイッチは、凹部が形成されたケースと、凹部の底面上に配置された複数の固定接点と、凸形の形状を有し、押下されることにより変形して複数の固定接点を互いに導通させるための可動接点と、複数の固定接点及び可動接点を覆う様にケースの側壁の上面に固定された第１保護シートと、第１保護シートの上に配置された、可動接点を押下するための押下部材と、所定の接着領域において第１保護シートに接着され、押下部材を第１保護シートとの間に挟持する第２保護シートと、を有し、所定の接着領域は、プッシュスイッチの特性を示す指標が所望の値になる様に、側壁の上の第１の位置と、第１の位置より押下部材側の第２の位置との間に設定されていることを特徴とする。

本発明に係るプッシュスイッチでは、第２の位置は、側壁の内壁面よりも第１の位置側であることが好ましい。

本発明に係るプッシュスイッチでは、第２の位置は、側壁の内壁面よりも押下部材側であることが好ましい。

本発明に係るプッシュスイッチでは、プッシュスイッチの特性を示す指標は、ピーク荷重又はクリック率であることが好ましい。

本発明によれば、可動接点の設計を変更することなくピーク荷重及びクリック率を調整可能なプッシュスイッチを提供することが可能となった。

プッシュスイッチ１の斜視図である。 プッシュスイッチ１の分解斜視図である。 プッシュスイッチ１の上面図である。 プッシュスイッチ１の底面図である。 プッシュスイッチ１の図１に示すＶ－Ｖ’線に沿った断面図である。 （ａ）～（ｅ）は、プッシュスイッチ１の製造方法を説明するための図である。 （ａ）は、他のプッシュスイッチ２の図５と同様の断面図であり、（ｂ）は、更に他のプッシュスイッチ３の図５と同様の断面図である。 （ａ）は、プッシュスイッチの第１保護シート及び第２保護シートの接着領域の幅ｄとピーク荷重Ｐとの関係を示したグラフであり、（ｂ）は、プッシュスイッチの第１保護シート及び第２保護シートの接着領域の幅ｄとクリック率Ｃとの関係を示したグラフである。 更に他のプッシュスイッチ４の図５と同様の断面図である。 プッシュスイッチのストロークと操作荷重との関係を示したグラフである。

以下、添付図面を参照して、プッシュスイッチ及びその製造方法について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、プッシュスイッチ１の斜視図である。図２は、プッシュスイッチ１の分解斜視図である。図３は、プッシュスイッチ１の上面図である。図４は、プッシュスイッチ１の底面図である。図５は、プッシュスイッチ１の図１に示すＶ－Ｖ’線に沿った断面図である。以下では、図１に示すＶ－Ｖ’線に沿った方向を、プッシュスイッチ１の短手方向とし、図１に示すＶ－Ｖ’線に垂直な方向を、プッシュスイッチ１の長手方向とする。

プッシュスイッチ１は、ケース１０と、固定接点２０と、可動接点３０と、第１保護シート４０と、アクチュエータ５０と、第２保護シート６０とを有する。

ケース１０は、基板１１と、枠体１２とで構成される。枠体１２の裏面は、接着剤７０Ａによって基板１１の表面に接着されている。基板１１の表面には、枠体１２に囲まれた凹部１３が形成されている。

枠体１２は、ケース１０の側壁の一例である。符号１２ａは、凹部１３に面する枠体１２の内壁面を指し、符号１２ｂは、内壁面１２ａとは反対側である枠体１２の外壁面を指す。図１に示すＶ－Ｖ’線に沿った枠体１２の幅、すなわち内壁面１２ａと外壁面１２ｂとの距離は、例えば０．５ｍｍである。

固定接点２０は、中央固定接点２１と、周辺固定接点２２とで構成される。中央固定接点２１は、円盤状の導体であり、凹部１３内の基板１１の表面に固定されている。周辺固定接点２２は、環状の導体であり、中央固定接点２１を囲む様に、凹部１３の底面である基板１１の表面に固定されている。

基板１１の裏面には、一対の第１電極２３Ａ及び２３Ｂと、一対の第２電極２４Ａ及び２４Ｂとが形成されている。第１電極２３Ａ及び２３Ｂはそれぞれ、不図示の貫通電極及び裏面配線を介して中央固定接点２１に電気的に接続されている。第２電極２４Ａ及び２４Ｂはそれぞれ、不図示の貫通電極及び裏面配線を介して周辺固定接点２２に電気的に接続されている。

可動接点３０は、凸形の形状を有する可とう性の導電性部材であり、端部が周辺固定接点２２に接する様に基板１１上に配置されている。可動接点３０が押下されると、凸形の形状が反転して中央固定接点２１と周辺固定接点２２とが導通し、スイッチがＯＮになる。可動接点３０は、例えばステンレス鋼により構成される。

第１保護シート４０は、例えば、厚さが約０．０５ｍｍの可とう性の絶縁樹脂シートである。第１保護シート４０は、裏面の端部が接着剤７０Ｂによって枠体１２の上面に接着されることにより、基板１１及び枠体１２とともに、中央固定接点２１、周辺固定接点２２、及び可動接点３０を、凹部１３内に封入している。第１保護シート４０の中央部の上面は、接着剤７０Ｅによって、アクチュエータ５０に接着されている。第１保護シート４０は、第２保護シート６０と共に、アクチュエータ５０を挟持している。

アクチュエータ５０は、第１保護シート４０を介して可動接点３０を押下するための樹脂製の部材である。アクチュエータ５０は、例えば、上面及び下面が直径約０．５ｍｍ、高さが約０．２ｍｍの円柱形状を有する。アクチュエータ５０の上面は、接着剤７０Ｄによって第２保護シート６０の下面に接着され、アクチュエータ５０の下面は、接着剤７０Ｅによって、第１保護シート４０の上面に接着されている。アクチュエータ５０は、第１保護シート４０及び第２保護シート６０によって挟持されている。アクチュエータ５０は、押下部材の一例である。

第２保護シート６０は、例えば、厚さが約０．０５ｍｍの可とう性の絶縁樹脂シートである。第２保護シート６０の中央部の下面は、接着剤７０Ｄによって、アクチュエータ５０の上面に接着されている。第２保護シート６０は、第１保護シート４０と共に、アクチュエータ５０を挟持している。

図３及び５に示す通り、接着領域Ｔ１において、第１保護シート４０の上面が、第２保護シート６０の下面に接着剤７０Ｃによって接着されている。接着領域Ｔ１は、枠体１２の外壁面１２ｂと、枠体１２の外壁面１２ｂよりも枠体１２の内壁面１２ａ側の所定の位置Ｍ１との間に枠体１２の幅方向に広がった領域である。位置Ｍ１は、接着領域Ｔ１の内側端部に相当し、プッシュスイッチ１のピーク荷重Ｐ１が約１．５Ｎ、プッシュスイッチ１のクリック率Ｃ１が約０．６となる様に設定されている。接着領域Ｔ１の幅ｄ１（枠体１２の外壁面１２ｂと位置Ｍ１との間の距離）は、枠体１２の周方向に沿って略一定の約０．３６ｍｍである。

図６（ａ）～（ｅ）は、プッシュスイッチ１の製造方法を説明するための図である。

まず、図６（ａ）に示す通り、予め第１電極２３Ａ、２３Ｂ、第２電極２４Ａ、２４Ｂ、並びに図示しない貫通電極及び裏面配線が設けられた基板１１の端部の上面と、枠体１２の下面とを、接着剤７０Ａによって接着することにより、凹部１３を有するケース１０が得られる。

次に、図６（ｂ）に示す通り、ケース１０の凹部１３の底面上に、中央固定接点２１、周辺固定接点２２、及び可動接点３０が固定される。中央固定接点２１は、第１電極２３Ａ、２３Ｂと導通する様に固定される。周辺固定接点２２は、第２電極２４Ａ及び２４Ｂと導通する様に固定される。可動接点３０の端部は、周辺固定接点２２上に固定される。

次に、図６（ｃ）に示す通り、第１保護シート４０の端部の下面を接着剤７０Ｂによって枠体１２の上面に接着することにより、中央固定接点２１、周辺固定接点２２、及び可動接点３０が凹部１３内に封入される。

次に、図６（ｄ）に示す通り、枠体１２の外壁面１２ｂと、枠体１２の外壁面１２ｂよりも枠体１２の内壁面１２ａ側の所定の位置Ｍ１との間に枠体１２の幅方向に広がった接着領域Ｔ１において、第１保護シート４０の上面に接着剤７０Ｃが塗布される。所定の位置Ｍ１は、プッシュスイッチ１のピーク荷重Ｐ１及びクリック率Ｃ１が所望の値になる様に設定される。

次に、図６（ｅ）に示す通り、アクチュエータ５０が第１保護シート４０及び第２保護シート６０の間に配置される様に、接着剤７０Ｃにより第２保護シート６０の端部の下面を第１保護シート４０の端部の上面に接着して、プッシュスイッチ１が得られる。

図７（ａ）は、他のプッシュスイッチ２の図５と同様の断面図であり、図７（ｂ）は、更に他のプッシュスイッチ３の図５と同様の断面図である。

プッシュスイッチ２及び３は、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域以外についてはプッシュスイッチ１と同様の構成を有する。プッシュスイッチ２及び３の第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域以外の構成については、説明を省略する。プッシュスイッチ２及び３は、プッシュスイッチ１と同様の製造方法によって製造可能である。

図７（ａ）に示す通り、プッシュスイッチ２では、接着領域Ｔ２において、第１保護シート４０の上面が、第２保護シート６０の下面に接着剤７０Ｃによって接着されている。接着領域Ｔ２は、枠体１２の外壁面１２ｂと、枠体１２の外壁面１２ｂよりも枠体１２の内壁面１２ａ側の所定の位置Ｍ２との間に枠体１２の幅方向に広がった領域である。位置Ｍ２は、接着領域Ｔ２の内側端部に相当し、プッシュスイッチ２のピーク荷重Ｐ２が約１．８３Ｎ、プッシュスイッチ２のクリック率Ｃ２が約０．５となる様に設定されている。位置Ｍ２は、プッシュスイッチ２の短手方向においては、枠体１２の内壁面１２ａに一致している。接着領域Ｔ２の幅ｄ２（枠体１２の外壁面１２ｂと位置Ｍ２との間の距離）は、枠体１２の周方向に沿って略一定の約０．５ｍｍである。

図７（ｂ）に示す通り、プッシュスイッチ３では、接着領域Ｔ３において、プッシュスイッチ３の第１保護シート４０の上面が、第２保護シート６０の下面に接着剤７０Ｃによって接着されている。接着領域Ｔ３は、枠体１２の外壁面１２ｂと、枠体１２の外壁面１２ｂよりも枠体１２の内壁面１２ａ側の所定の位置Ｍ３との間に枠体１２の幅方向に広がった領域である。位置Ｍ３は、接着領域Ｔ３の内側端部に相当し、プッシュスイッチ３のピーク荷重Ｐ３が約２．３８Ｎ、プッシュスイッチ３のクリック率Ｃ３が約０．４１となる様に設定されている。位置Ｍ３は、プッシュスイッチ３の短手方向においては、枠体１２の内壁面１２ａよりもアクチュエータ５０側に位置している。接着領域Ｔ３の幅ｄ３（枠体１２の外壁面１２ｂと位置Ｍ３との間の距離）は、枠体１２の周方向に沿って略一定の約０．６３ｍｍである。

図８（ａ）は、プッシュスイッチの第１保護シート及び第２保護シートの接着領域（枠体１２の外壁面１２ｂと所定の位置との間に枠体１２の幅方向に広がった領域）の幅ｄとピーク荷重Ｐとの関係を示したグラフである。

図８（ａ）における横軸は、接着領域の幅ｄを示す。図８（ａ）における縦軸は、プッシュスイッチ２のピーク荷重Ｐ２を１００％とした、相対的なピーク荷重の大きさＰ（％）を示す。

図８（ａ）に示す通り、プッシュスイッチ１のピーク荷重Ｐ１は約８２％であり、プッシュスイッチ３のピーク荷重Ｐ３は約１３０％である。したがって、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅を短くするとピーク荷重は減少し、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅を長くするとピーク荷重は増加する。

図８（ｂ）は、プッシュスイッチの第１保護シート及び第２保護シートの接着領域の幅ｄとクリック率Ｃとの関係を示したグラフである。

図８（ｂ）における横軸は、接着領域の幅ｄを示す。図８（ｂ）における縦軸は、プッシュスイッチ２のクリック率Ｃ２を１００％とした、相対的なクリック率の大きさＣ（％）を示す。

図８（ｂ）に示す通り、プッシュスイッチ１のクリック率Ｃ１は約１２０％であり、プッシュスイッチ３のクリック率Ｃ３は約８２％である。したがって、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅を短くするとクリック率Ｃは増加し、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅を長くするとクリック率Ｃは減少する。

以上より、プッシュスイッチにおいて、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅を調整することにより、プッシュスイッチのピーク荷重及びクリック率を調整することが可能となる。

図９は、更に他のプッシュスイッチ４の図５と同様の断面図である。

プッシュスイッチ４は、第１保護シート４０と第２保護シート６０とを接着する接着剤以外についてはプッシュスイッチ１と同様の構成を有するので、その接着剤以外の構成については、説明を省略する。プッシュスイッチ４は、プッシュスイッチ１と同様の製造方法によって製造可能である。

プッシュスイッチ４は、アクチュエータ５０の下面と第１保護シート４０の上面とが、接着剤７０Ｅ’によって接着されている。接着剤７０Ｅ’は、直径を約０．２７ｍｍとする、アクチュエータ５０の上面及び下面と同心円状の円形状を有する。プッシュスイッチ４では、接着剤７０Ｅ’の直径がアクチュエータ５０の上面及び下面の直径（約０．５ｍｍ）よりも短く、接着剤７０Ｅ’はアクチュエータ５０の下面の一部のみを覆っている。プッシュスイッチ４では、接着剤７０Ｅ’がアクチュエータ５０の下面の一部のみを覆っているため、図９に示すプッシュスイッチ４の中心部分Ｃからずれた位置でプッシュスイッチ４を押圧した場合のピーク荷重及びクリック率のばらつきが減少する。

上述の例では、プッシュスイッチ１は、アクチュエータ５０の上面を第２保護シート６０の下面に接着するための接着剤７０Ｄ、及びアクチュエータ５０の下面を第１保護シート４０の上面に接着するための接着剤７０Ｅを有している。しかしながら、これに限らず、プッシュスイッチでは、接着剤７０Ｄ及び接着剤７０Ｅのいずれかを有さなくてもよい。

第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着強度を充分に確保するために、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅ｄは、枠体１２の外壁面１２ｂと枠体１２の内壁面１２ａとの距離の３分の２よりも長い方が好ましい。

プッシュスイッチのピーク荷重及びクリック率のばらつきを充分に抑えるために、第１保護シート４０及び第２保護シート６０の接着領域の幅ｄは、枠体１２の一方の外壁面１２ｂとこれに対向する外壁面１２ｂとの距離の３分の１よりも短い方が好ましい。

上述のプッシュスイッチ１では、ケース１０を構成する基板１１及び枠体１２は別体とした。しかしながら、これに限らず、基板１１及び枠体１２は一体的に構成されていてもよい。

上述のプッシュスイッチ１では、接着領域Ｔ１の幅ｄ１は、枠体１２の周方向に沿って略一定の約０．３６ｍｍであるとした。しかしながら、これに限らず、接着領域Ｔ１の幅は、プッシュスイッチ１の短手方向と長手方向とで異なる値であってもよく、また、枠体１２の周方向に沿って変化してもよい。

上述のプッシュスイッチ１では、接着領域Ｔ１の一端部は、枠体１２の外壁面１２ｂであるとした。しかしながら、これに限らず、接着領域Ｔ１の一端部は、必ずしも枠体１２の外壁面１２ｂに一致していなくてもよい。

１、２、３、４ プッシュスイッチ
１０ ケース
１１ 基板
１２ 枠体
１３ 凹部
２０ 固定接点
２１ 中央固定接点
２２ 周辺固定接点
２３Ａ、２３Ｂ 第１電極
２４Ａ、２４Ｂ 第２電極
３０ 可動接点
４０ 第１保護シート
５０ アクチュエータ
６０ 第２保護シート
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ、７０Ｅ、７０Ｅ’ 接着剤

Claims (4)

1. ケースに形成された凹部の底面上に、複数の固定接点、及び前記複数の固定接点を互いに導通させるための可動接点を配置するステップと、
   第１保護シートを、前記複数の固定接点及び前記可動接点を覆う様に前記ケースの側壁の上面に固定するステップと、
   前記第１保護シートと、前記可動接点を押下するための押下部材を前記第１保護シートとの間に挟持するための第２保護シートとの接着領域を、プッシュスイッチの特性を示す指標が所望の値になる様に、前記側壁の上の第１の位置と、前記第１保護シート上で前記第１の位置より前記押下部材側の第２の位置との間に設定するステップと、
   前記第２保護シートを、前記押下部材を前記第１保護シートとの間に挟持する様に、前記接着領域において前記第１保護シートに接着するステップと、を有し、
   前記第２の位置は、前記側壁の内壁面よりも前記第１の位置側である、
   ことを特徴とするプッシュスイッチの製造方法。
2. 前記押下部材の下面の一部のみを覆う接着部材によって前記押下部材の下面と前記第１保護シートの上面とを接着するステップを更に含む、請求項１に記載のプッシュスイッチの製造方法。
3. プッシュスイッチの特性を示す前記指標は、ピーク荷重又はクリック率である、請求項１又は２に記載のプッシュスイッチの製造方法。
4. 凹部が形成されたケースと、
   前記凹部の底面上に配置された複数の固定接点と、
   凸形の形状を有し、押下されることにより変形して前記複数の固定接点を互いに導通させるための可動接点と、
   前記複数の固定接点及び前記可動接点を覆う様に前記ケースの側壁の上面に固定された第１保護シートと、
   前記第１保護シートの上に配置された、前記可動接点を押下するための押下部材と、
   所定の接着領域において前記第１保護シートに接着され、前記押下部材を前記第１保護シートとの間に挟持する第２保護シートと、を有し、
   前記所定の接着領域は、プッシュスイッチの特性を示す指標が所望の値になる様に、前記側壁の上の第１の位置と、前記第１の位置より前記押下部材側の第２の位置との間に設定され、
   前記第２の位置は、前記側壁の内壁面よりも前記第１の位置側である、
   ことを特徴とするプッシュスイッチ。

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