JP7226078B2 - スイッチ及び操作装置 - Google Patents

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Description

本発明は、可動部材と、可動部材を押圧する押圧部材とを備え、押圧部材による押圧に伴う可動部材の揺動に基づいて信号を出力するスイッチ、及びそのようなスイッチを用いた操作装置に関する。
コンピュータ等の電子機器への入力装置として、マイクロスイッチ等のスイッチを備えたマウス等の操作装置が普及している。マイクロスイッチ等のスイッチは、回路を開閉する接点を備えているが、昨今では、回路を開閉する物理的な接点を備えないスイッチが普及し始めている。例えば、特許文献１では、フォトセンサを用いた光電接点にて回路を開閉し、永久磁石の磁力により、クリック感を発生させるスイッチが開示されている。
中国特許出願公開第１０６６４８１７７号明細書
物理的な接点を備えないスイッチに対する更なる発展の期待は高く、例えば、磁石を用いたスイッチに対しても様々な応用が検討されている。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、磁石に起因する磁界の検出結果に基づいて回路を開閉することにより、磁石を用いたスイッチの応用範囲を拡大することが可能なスイッチの提供を主たる目的とする。
また、本発明は、そのようなスイッチを用いた操作装置の提供を他の目的とする。
上記課題を解決するために、本願記載のスイッチは、第１端側が固定され、押圧を受けて第２端側が揺動する可動部材と、前記可動部材を押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材による押圧に伴う前記可動部材の揺動に起因して信号を出力するスイッチであって、磁石と、磁界を検出する磁界検出部とを備え、前記押圧部材の押圧に伴い、前記磁石に起因し、前記磁界検出部が検出する磁界を変化させ、前記磁界検出部が検出した磁界に基づいて信号を出力することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記押圧部材の押圧に伴う前記可動部材の揺動により、前記磁界検出部に対して、前記磁石が動作することにより、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材の第２端側に前記磁石が位置することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材の第２端側に前記磁石が取り付けられていることを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材は、金属材料を用いて形成されており、前記磁石は、第２端側を磁化したものであることを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材の揺動により、第２端側に位置する磁石が、前記磁界検出部に接近又は離隔する動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材の第２端側は、前記磁界検出部に向けて屈曲しており、前記可動部材の揺動により、前記可動部材の第２端側に位置する磁石が、屈曲方向に向けて前記磁界検出部に接近する動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて前記可動部材の第２端側は、前記磁界検出部に向けて屈曲しており、前記可動部材の揺動により、前記可動部材の第２端側に位置する磁石が、屈曲方向に対して略直交する方向に移動する成分の動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材に押圧されて移動する押し子を備え、前記可動部材は、揺動により前記押し子を押圧するようにしてあり、前記押し子は、押圧に伴う移動により、前記磁石を押圧するようにしてあり、前記磁石が押圧されて動作することにより、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記押し子は、前記可動部材からの押圧に伴い前記磁界検出部に向けて移動するようにしてあり、前記押し子は、移動方向と異なる方向へ前記磁石を押圧するようにしてあることを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記磁石の両極に対して磁気的に接続可能な接続部材を備え、前記磁石及び前記接続部材は、一方が他方に対して接離可能で、かつ離隔した場合に前記磁石から発生する磁界を前記磁界検出部にて検出可能に配置されており、前記押し子は、前記可動部材からの押圧に伴い前記磁石及び前記接続部材の一方を他方に対して磁気的に接続又は離隔させるべく移動するようにしてあることを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記磁界検出部は、磁界の向きの変化を検出することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記可動部材の第２端側に位置する前記磁石と磁力で引き合うことにより、前記可動部材を、前記押圧部材からの押圧に反する方向へ引き付ける吸着部材を備えることを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記磁石は、前記押圧部材に取り付けられており、前記押圧部材は、前記可動部材を押圧する移動により、前記磁界検出部に対して、前記磁石が動作することにより、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記磁石及び前記磁界検出部は、対向するように配設されており、前記可動部材は、第２端側に前記磁石及び前記磁界検出部の間に位置する遮蔽部を有し、前記押圧部材の押圧に伴う前記可動部材の揺動により、前記磁石から前記磁界検出部に到達する磁界を遮蔽又は透過させる動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化することを特徴とする。
また、前記スイッチにおいて、前記遮蔽部は、常磁性体材料又は強磁性体材料を用いて形成されていることを特徴とする。
更に、本願記載の操作装置は、外部からの押下操作を受け付ける押下操作部と、前記押下操作部が受け付けた押下操作を外部からの押圧として伝達される前記スイッチとを備え、前記磁界検出部が検出した磁界の変化に基づく信号を出力することを特徴とする操作装置。
本願記載のスイッチ及び操作装置は、磁石及び磁界検出部を備え、磁界検出部が検出した磁界に基づいて信号を出力する。
本発明に係るスイッチ及び操作装置は、磁界検出部を備え、磁界検出部が検出した磁界に基づいて信号を出力する。磁界検出部を用いることにより、磁石を用いたスイッチ及び操作装置の応用範囲を拡大することが可能である等、優れた効果を奏する。例えば、光電接点にて回路を開閉し、かつ永久磁石の磁力にてクリック感を発生させるスイッチ等と比べ、磁石を用いて回路の開閉及びクリック感の発生を行うように形成した場合には、製造コストの上昇の抑制を見込めることが可能である等、優れた効果を奏する。
本願記載の操作装置の外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチが備える可動部材及び磁界検出部の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチが備える内部構造の一例を示す概略正面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチが備える内部構造の一例を示す概略正面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略分解斜視図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの内部構造の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチが備える可動部材の一例を示す概略斜視図である。 本願記載のスイッチの断面の一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチの一例を示す概略断面図である。 本願記載のスイッチが備える可動部材の遮蔽片近傍を拡大して模式的に示す概略模式図である。 本願記載のスイッチが備える可動部材の遮蔽片近傍を拡大して模式的に示す概略模式図である。
＜適用例＞
本願記載の操作装置は、例えば、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）の操作に用いられるマウス等の操作装置として用いられる。また、本願記載のスイッチは、操作装置を含む様々な電子機器等の装置にマイクロスイッチとして用いられる。以下では、図面を参照しながら図面に例示された操作装置１及びスイッチ２について説明する。
＜操作装置１＞
まず、操作装置１について説明する。図１は、本願記載の操作装置１の外観の一例を示す概略斜視図である。図１は、本願記載の操作装置１を、パソコン等の電子機器の操作に用いるマウスに適用した例を示している。操作装置１は、使用者の指にて押下する操作を受け付けるマウスボタン等の押下操作部１０、使用者の指にて回動する操作を受け付けるマウスホイール等の回動操作部１１を備えている。なお、回動操作部１１は、回動操作だけでなく、押下操作も受け付けるように構成されており、押下操作部１０としても機能する。また、操作装置１には、パソコン等の外部の機器に電気信号を出力する信号線１２が接続されている。なお、操作装置１は、信号線１２を用いた有線通信に限らず、無線通信等の様々な通信方法により電気信号を出力することが可能である。
操作装置１の内部には、各押下操作部１０及び回動操作部１１毎に、後述するスイッチ２が収容されており、押下操作部１０に対して押下操作をした場合、押下操作部１０の内部の部位が、対応するスイッチ２を押圧する。スイッチ２は、押圧状況に基づく信号を信号線１２から外部のパソコン等の電子機器へ出力する。
即ち、本願記載の操作装置１は、外部からの押下操作を受け付ける押下操作部１０と、回動操作等の操作を受け付ける回動操作部１１とを備え、更に内部にスイッチ２を備えている。そして、操作装置１は、押下操作部１０及び／又は回動操作部１１が受け付けた押下操作を外部からの押圧としてスイッチ２に伝達し、スイッチ２の動作に基づく信号を外部の電子機器へ出力する。
＜スイッチ２＞
次に、操作装置１に収容されたスイッチ２について説明する。本願記載の操作装置１が備えるスイッチ２は、様々な形態として実現することが可能であり、ここでは、その一例として、第１実施形態乃至第１１実施形態を例示して説明する。
＜第１実施形態＞
図２は、本願記載のスイッチ２の外観の一例を示す概略斜視図である。なお、本願明細書において、スイッチ２の方向については、図２に向かって左手前側を前、右奥側を後、上方を上、下方を下、左奥側を左、右手前側を右として表現するが、説明の便宜上の方向であり、スイッチ２の組込方向を限定するものではない。前述のようにスイッチ２は、操作装置１等の電子機器の内部にマイクロスイッチとして収容され、操作装置１の押下操作部１０等の部位が受け付けた押下操作を外部からの押圧として受け付ける。
スイッチ２は、各種回路、配線、素子等の電子部品が搭載された基板３上に固定されている。スイッチ２は、略直方体状をなす筐体２０を備えている。筐体２０は、下部のベース２０ａ及び上部のカバー２０ｂにて形成されている。筐体２０の上面には、正面視で中央から右寄りの位置に、押圧部材２１が挿通される長方形状の挿通孔２００が開設されている。挿通孔２００に挿通されている押圧部材２１は、筐体２０の外部からの押圧を受けて上下に移動する部材であり、筐体２０の上面からは、押圧部材２１の上端が突出している。
このように形成されたスイッチ２では、操作装置１が受け付けた外部からの押下操作が、筐体２０の外部からの押圧として押圧部材２１に伝達される。押圧部材２１は、外部からの押圧を受けて上死点から下死点へ移動し、外部からの押圧から解放されると下死点から上死点へ移動する。
次に、スイッチ２の内部構造について説明する。図３は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図３は、スイッチ２から筐体２０及び押圧部材２１を外した内部の部材を概略斜視図として示している。図４は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図４は、図２に示すＡ－Ｂ線分を含む垂直面で切断した断面を前方からの視点で示している。
スイッチ２の筐体２０内には、電気回路を開閉する接点機構を収容する接点室２０１としての領域が確保されている。接点室２０１の上面には、筐体２０の外側から貫通する挿通孔２００が開設されており、挿通孔２００には、押圧部材２１が挿通されている。
接点室２０１内に収容された接点機構について説明する。接点室２０１内には、接点機構として、係止部材２２、可動部材２３、永久磁石２４等の各種部材が配設されており、筐体２０の右下方に磁界検出部２５が配設されている。第１実施形態に係る接点機構は、押圧部材２１の押圧が所定の位置に到達した時に、素早く接点が切り替わるスナップアクション機構として形成されている。
係止部材２２は、金属板を成型した部材であり、可動部材２３を接点室２０１内で係止すべく接点室２０１内に固定されている。係止部材２２には、脚部２２０、第１支持部２２１、第２支持部２２２、第１当接部２２３、第２当接部２２４等の部位が形成されている。脚部２２０は、筐体２０下部のベース２０ａに挿通される部位であり、脚部２２０が筐体２０下部に挿通されることにより、係止部材２２は、筐体２０の接点室２０１内に立設された状態で固定される。第１支持部２２１は、接点室２０１内の左端側にて、上方に突出する部位であり、可動部材２３を揺動自在に支持している。第２支持部２２２は、接点室２０１内の中央近傍にて、上方に突出する部位であり、可動部材２３を揺動自在に支持している。第１当接部２２３は、揺動する可動部材２３に対して右下側から当接する部
位であり、可動部材２３の揺動範囲を下方から規制する。第２当接部２２４は、揺動する可動部材２３に対して右上側から当接する部位であり、可動部材２３の揺動範囲を上方から規制する。
可動部材２３は、薄い金属板から形成された可撓性を有する部材であり、接点室２０１内において、左右方向に延びるように配設されている。可動部材２３の左端は、係止部材２２の第１支持部２２１に係止され揺動支点として機能する固定端（以下、第１端２３０という）となっている。可動部材２３の右端は、第１当接部２２３及び第２当接部２２４の間で移動する自由端（以下、第２端２３１という）となっており、第２端２３１の揺動範囲は、第１当接部２２３及び第２当接部２２４により規制されている。可動部材２３には、中央付近が打ち抜かれ円弧状に折り曲げられた復帰バネとして機能する付勢部２３２が形成されている。付勢部２３２は、平面視略長方形状をなし、右側の短辺が可動部材２３の外枠部分と繋がり、左側の短辺及び両長辺が切り離された舌状片となっている。付勢部２３２は、打ち抜かれた舌状片部分が復帰バネとして機能するように、下方が凸の円弧状に折り曲げた形状をなしている。打ち抜かれた付勢部２３２の左端は、接点室２０１内の中央近傍に位置する第２支持部２２２に形成されている。付勢部２３２は、押圧部材２１の押圧に抗する反力を生じさせる。可動部材２３の第２端２３１側は、先端部分が下方へ向けて略直角に屈曲した屈曲片２３３となっており、屈曲片２３３の先端には永久磁石２４が取り付けられている。
磁界検出部２５は、ホール効果を利用して磁界を検出するホール素子を備え、ホール素子にて検出した磁界の変化に基づく内部信号を出力するホールＩＣを用いて構成される。磁界検出部２５は、表面実装タイプのチップとして形成されており、筐体２０の右下方で、基板３に表面実装されている。ホール素子には、一方の極からの磁束の接近を検出する片側検知、双方の極からの磁束の接近を検出する両側検知、磁束に係る極の変化を検出する交番検知等の様々な仕様があるが、当実施形態では、片側検知又は両側検知のホール素子が好ましい。
このように構成された接点機構は、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動し、可動部材２３を押圧する。可動部材２３が押圧されることにより、可動部材２３の第２端２３１側が第１当接部２２３に当接するまで下がり、先端の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４も下方へ移動する。
押圧部材２１の押圧が解除されると、付勢部２３２の反力により可動部材２３は上側へ付勢される。可動部材２３が上側に付勢されることにより、押圧部材２１が上方へ移動する。また、付勢部２３２により可動部材２３が上側へ付勢されることにより、可動部材２３の第２端２３１側が上がり、第２当接部２２４に当接する。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図５Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図５Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
図５Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、押圧部材２１は上死点に位置している。図５Ａに例示する状態において、可動部材２３は、付勢部２３２により、押圧部材２１の押圧に抗する反力にて上方へ押し上げられるため、第２端２３１側は、接点室２０１内の右上側に配設された第２当接部２２４に接触している。
押圧部材２１が下方へ移動することにより、押圧部材２１が可動部材２３を下方へ押圧する。可動部材２３全体は、押圧部材２１に押圧され、第１支持部２２１に係止された部
位を揺動軸として、下方へ移動しようとする。しかしながら、可動部材２３は、付勢部２３２により、押圧部材２１の押圧に抗する反力にて上方へ押し上げられるため、可動部材２３は、接点室２０１内の右上側に配設された第２当接部２２４に接触した状態を維持する。従って、可動部材２３は、押圧部材２１からの押圧を受け、下方へ屈曲し、撓んだ状態となる。
押圧部材２１が更に下方へ移動することにより、可動部材２３全体は、押圧部材２１に押圧され、第１支持部２２１に係止された部位を揺動軸として、下方へ移動しようとする。そして、可動部材２３の付勢部２３２が、第２支持部２２２に係止されている部位を揺動軸として下方へ揺動するため、可動部材２３全体は、反転するように、第１支持部２２１を揺動軸として揺動する。第１支持部２２１を揺動軸とする揺動により、可動部材２３の第２端２３１側が第１当接部２２３に当接する。即ち、図５Ｂに例示する状態となる。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため衝撃を伴う。反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
押圧部材２１の押圧が解除されると、付勢部２３２の反力により可動部材２３は上側へ付勢される。可動部材２３が上側に付勢されることにより、押圧部材２１が上方へ移動する。また、付勢部２３２により可動部材２３が上側へ付勢されることにより、可動部材２３の第２端２３１側が上がり、第２当接部２２４に当接する。即ち、図５Ａに例示した状態となる。
図５Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の右端は上方に位置しているため、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５から上方へ十分に離隔している。
図５Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の右端は下方に位置しているため、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５に接触又は近接する。永久磁石２４が磁界検出部２５に接触又は近接することにより、磁界検出部２５のホール素子にて検出可能な磁界が変化する。ホール素子が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３の第２端２３１側に位置する永久磁石２４が接近する動作を行う。永久磁石２４が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、可動部材２３に取り付けた永久磁石２４の下方に磁界検出部２５を配置するのではなく、永久磁石２４の側方に磁界検出部２５を取り付ける形態である。以降の説明において、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図６は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図７は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図６は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略斜視図として示している。
第２実施形態に係るスイッチ２において、磁界検出部２５は、筐体２０内において可動部材２３の第２端２３１側となる右側の壁面に配置されている。磁界検出部２５としては、第１実施形態に例示した表面実装タイプではなく、内蔵するホール素子から基板３まで延伸された端子を有し、端子を基板３に半田付けするタイプの磁界検出部２５が用いられる。可動部材２３は、押圧部材２１からの押圧を受けて揺動するため、第２端２３１側の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、揺動に伴い弧状に移動する。弧状の移動は、左右方向の移動成分を有している。即ち、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、可動部材２３の屈曲片２３３の屈曲方向である上下方向に対して略直交する左右方向の成分を含む移動を行う。従って、磁界検出部２５は、可動部材２３の揺動に伴う永久磁石２４の弧状の移動を、永久磁石２４の接近又は離隔に伴う磁界の変化として検出することになる。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図８Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図８Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図８Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５に近接している。
図８Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３は弧状に揺動し、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５から離隔する方向へ移動する。永久磁石２４が離隔することにより、磁界検出部２５のホール素子にて検出可能な磁界が変化する。ホール素子が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３の屈曲片２３３に取り付けられた永久磁石２４が離隔する動作を行う。永久磁石２４が磁界検出部２５から離隔することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態において、可動部材２３に永久磁石２４を取り付けるのではなく、可動部材２３の第２端２３１側を着磁させることにより、磁石として用いる形態である。以降の説明において、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については、第１実施形態及び第２実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態及び第２実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図９は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図１０は、
本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図１１は、本願記載のスイッチ２が備える可動部材２３及び磁界検出部２５の一例を示す概略斜視図である。図９は、スイッチ２から筐体２０のカバー２０ｂを外した内部の部材を概略斜視図として示している。
第３実施形態に係るスイッチ２において、可動部材２３は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性体を用いて形成されているが、第２端２３１側の屈曲片２３３の先端部分は、部分的に磁化した磁化部２３４（磁石）となっている。磁化部２３４は、例えば、オーステナイト系ステンレスを用いて形成された可動部材２３の屈曲片２３３の先端部分のみを冷間加工することにより、冷間加工された先端部分が磁性体のマルテンサイトに変性して着磁することで形成される。着磁して形成された可動部材２３の磁化部２３４は、磁界検出部２５の上方から下方の磁界検出部２５へ向けて延びており、磁界検出部２５が検出する磁界を生じさせる磁石として機能する。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図１２Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図１２Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図１２Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の右端は上方に位置しているため、可動部材２３の屈曲片２３３の先端に位置する磁化部２３４は、磁界検出部２５から上方へ十分に離隔している。
図１２Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の右端は下方に位置しているため、可動部材２３の屈曲片２３３の先端に位置する磁化部２３４は、磁界検出部２５に接触又は近接する。磁化部２３４が磁界検出部２５に接触又は近接することにより、磁界検出部２５のホール素子にて検出可能な磁界が変化する。ホール素子が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３の第２端２３１側に位置する磁化部２３４が接近する動作を行う。磁化部２３４が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１実施形態において、磁界検出部２５は、永久磁石２４が接近することによる磁界の強さの変化を磁界の変化として検出するのではなく、永久磁石２４の移動に伴う磁極の変化を磁界の変化として検出する形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第３実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第３実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図１３は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図１４は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図１５は、本願記載のスイッチ２が備える内部構造の一例を示す概略正面図である。図１３は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略斜視図として示している。図１５は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略正面図として示し、永久磁石２４の動作方向及び磁極を重畳して模式的に示している。
第４実施形態に係るスイッチ２において、可動部材２３は、第２端２３１側が略直角に屈曲して下方へ延びる屈曲片２３３となっており、更に屈曲片２３３の先端が略直角に屈曲した屈曲取付部２３５となっている。可動部材２３の第２端２３１側の先端となる屈曲取付部２３５には、永久磁石２４が取り付けられている。屈曲取付部２３５に取り付けられた永久磁石２４は、図１５に示すように、左右方向にＳ極及びＮ極が並ぶように配置されている。可動部材２３は、押圧部材２１からの押圧を受けて揺動するため、屈曲取付部２３５は、屈曲片２３３の下方に位置する磁界検出部２５に対し、揺動に伴い弧状に移動する。弧状の移動は、左右方向の移動成分を有している。即ち、可動部材２３の屈曲取付部２３５に取り付けられた永久磁石２４は、可動部材２３の屈曲片２３３の屈曲方向である上下方向に対して略直交する左右方向の成分を含む移動を行う。図１５では、左右方向の成分を含む移動を矢印にて示している。左右方向にＳ極及びＮ極が配置された永久磁石２４を左右方向に移動することにより、屈曲取付部２３５の下方に位置する磁界検出部２５は、最も近い永久磁石２４の磁極が変化するので、検出対象となる磁界を生じさせる磁極の変化を検出することになる。即ち、可動部材２３の第２端２３１側の屈曲取付部２３５に取り付けられた永久磁石２４が、磁界検出部２５に向けて屈曲する屈曲片２３３の屈曲方向に対して略直交する方向に移動することにより、磁界検出部２５が検出する磁界の向きが変化することになる。
第４実施形態に係るスイッチ２において、磁界検出部２５には、磁束に係る極の変化を検出する交番検知タイプのホール素子を用いることが好ましい。交番検知タイプのホール素子は、検出感度が高いため、検出する磁界の変化を高精度に検知し、切替の確実性を高めることが可能となる。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図１６Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図１６Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図１６Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の屈曲片２３３の先端である屈曲取付部２３５に取り付けられた永久磁石２４は、右側に位置しているため、磁界検出部２５は、永久磁石２４の左端側のＳ極の磁界を検出する。
図１６Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の屈曲取付部２３５に取り付けられた永久磁石２４は、左方向へ移動して左側に位置しているため、磁界検出部２５は、永久磁石２４の右端側のＮ極の磁界を検出する。磁界検
出部２５が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３は、第２端２３１側に位置する永久磁石２４の近接する磁極が変化するように移動する動作を行う。異なる磁極が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。特に、磁界検出部２５として、交番検知タイプのホール素子を用いた磁界検出部２５を用いることにより、切替の確実性を高めることが可能となる。また、磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。更に、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第５実施形態＞
第５実施形態は、第４実施形態において、可動部材２３に永久磁石２４を取り付けるのではなく、可動部材２３の第２端２３１側の先端を着磁させることにより、磁石として用いる形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第４実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第４実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第４実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図１７は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図１８は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図１９は、本願記載のスイッチ２が備える内部構造の一例を示す概略正面図である。図１７は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略斜視図として示している。図１９は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略正面図として示し、永久磁石２４の動作方向及び磁極を重畳して模式的に示している。
第５実施形態に係るスイッチ２において、可動部材２３は、第２端２３１側が略直角に屈曲して下方へ延びる屈曲片２３３となっており、更に屈曲片２３３の先端が略直角に屈曲した屈曲磁化部２３６となっている。可動部材２３は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性体を用いて形成されているが、第２端２３１側の屈曲片２３３の先端部分は、部分的に磁化した屈曲磁化部２３６（磁石）となっている。屈曲磁化部２３６は、例えば、オーステナイト系ステンレスを用いて形成された可動部材２３の屈曲片２３３の先端部分のみを冷間加工することにより、冷間加工された先端部分が磁性体のマルテンサイトに変性して着磁することで形成される。着磁して形成された可動部材２３の屈曲磁化部２３６は、磁界検出部２５の上方から下方の磁界検出部２５へ向けて延びており、磁界検出部２５が検出する磁界を生じさせる磁石として機能する。
また、可動部材２３の屈曲片２３３の先端部分となる屈曲磁化部２３６は、図１９に示すように、左右方向にＳ極及びＮ極が並ぶように磁化されている。可動部材２３は、押圧部材２１からの押圧を受けて揺動するため、屈曲磁化部２３６は、可動部材２３の屈曲片２３３の屈曲方向である上下方向に対して略直交する左右方向の成分を含む移動を行う。図１９では、左右方向の成分を含む移動を矢印にて示している。左右方向にＳ極及びＮ極が並ぶように磁化された永久磁石２４を左右方向に移動することにより、屈曲磁化部２３６の下方に位置する磁界検出部２５は、磁極の変化を検出することになる。即ち、可動部材２３の第２端２３１側の屈曲磁化部２３６が、磁界検出部２５に向けて屈曲する屈曲片２３３の屈曲方向に対して略直交する方向に移動することにより、磁界検出部２５が検出する磁界の向きが変化することになる。
第５実施形態に係るスイッチ２において、磁界検出部２５には、交番検知タイプのホー
ル素子を用いることが好ましい。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図２０Ａ及び図２０Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図２０Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図２０Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図２０Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の屈曲片２３３の先端である屈曲磁化部２３６は、右側に位置しているため、磁界検出部２５は、屈曲磁化部２３６の左端側のＳ極の磁界を検出する。
図２０Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の屈曲磁化部２３６は、左方向へ移動して左側に位置しているため、磁界検出部２５は、屈曲磁化部２３６の右端側のＮ極の磁界を検出する。磁界検出部２５が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３は、第２端２３１側に位置する屈曲磁化部２３６の近接する磁極が変化するように移動する動作を行う。異なる磁極が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。特に、磁界検出部２５として、交番検知タイプのホール素子を用いた磁界検出部２５を用いることにより、切替の確実性を高めることが可能となる。また、磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。更に、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第６実施形態＞
第６実施形態は、第１実施形態において、可動部材２３に磁石を一体化させるのではなく、可動部材２３と別の部材として磁石を配置する形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第５実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第５実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第５実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図２１は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図２２は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図２３は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図２１は、スイッチ２から筐体２０及び押圧部材２１を外した内部の部材を概略斜視図として示している。図２３は、スイッチ２から筐体２０を外した概略斜視図に、各種部材の動作方向を示す矢印及び磁極を重畳して模式的に示している。
第６実施形態に係るスイッチ２は、可動部材２３の揺動により押圧されて下方へ移動するプランジャ２６（押し子）を備えており、プランジャ２６は、可動部材２３からの押圧に伴う移動により、永久磁石２４を押圧する。第６実施形態に係るスイッチ２において、
可動部材２３は、第２端２３１側に屈曲片２３３が形成されていないため、付勢部２３２を除き、略平板状に形成されている。可動部材２３の第２端２３１側の下方には、プランジャ２６が上下に移動可能に配置されている。なお、図２３では、プランジャ２６の移動方向を白抜き両矢印にて示している。
プランジャ２６は、略直方体状をなす本体部２６０の側面に、押圧部２６１が突設された形状をなしている。押圧部２６１は、本体部２６０から図中左方向へ突出するように形成されており、押圧部２６１には、上下方向の中央付近から下端にかけてテーパー状に傾斜が付けられた押圧面２６１ａが形成されている。
プランジャ２６に対して押圧部２６１が突設された左側には、プランジャ２６の押圧面２６１ａと当接するように、永久磁石２４が左右に移動可能に配置されている。永久磁石２４は、略直方体状をなしており、長辺方向が左右方向となり、左右の端部がそれぞれＮ極及びＳ極となるように配置されている。なお、図２３では、永久磁石２４の磁極及び移動方向を示す白抜き両矢印を重畳して示している。永久磁石２４の上面には、中央より右寄りの位置から右端にかけてテーパー状に傾斜が付けられた被押圧面２４０が形成されている。永久磁石２４は、被押圧面２４０が、プランジャ２６の押圧面２６１ａと当接するように配置されている。永久磁石２４の左側には、永久磁石２４がプランジャ２６側へ向かうように右方へ向けて付勢する復帰バネとして、圧縮コイルバネ等の付勢部材２４１が取り付けられており、付勢部材２４１の左端側は筐体２０内に取り付けられている。
永久磁石２４の下方には、磁界検出部２５が配置されている。磁界検出部２５は、交番検知タイプのホール素子を用いて構成することが好ましい。永久磁石２４が左右に移動することにより、異なる磁極が磁界検出部２５に接近することになり、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図２４Ａ及び図２４Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図２４Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図２４Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図２４Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の第２端２３１は上方に位置している。永久磁石２４は、付勢部材２４１に右方へ付勢されるため、右方に位置しており、磁界検出部２５は、永久磁石２４の左端側のＮ極の磁界を検出する。永久磁石２４が右方に位置することにより、永久磁石２４の被押圧面２４０と、押圧面２６１ａで当接するプランジャ２６は、上方へ押し上げられる。
図２４Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の第２端２３１は下方へ移動して、プランジャ２６を下方へ向けて押圧する。可動部材２３から押圧されたプランジャ２６は下方へ移動する。プランジャ２６が下方へ移動すると、プランジャ２６の押圧部２６１に形成された押圧面２６１ａが、永久磁石２４の被押圧面２４０を押圧しながら摺動することにより、永久磁石２４は、カムドライバとして動作するプランジャ２６の移動に対して従動するカムスライダとして動作する。カムスライ
ダとして動作する永久磁石２４の動作方向は、左右方向に規制されているため、永久磁石２４は、左方向へ移動するように動作する。即ち、プランジャ２６と永久磁石２４とが連携して形成されたスライドカム機構により、永久磁石２４は、プランジャ２６の移動方向である上下方向と異なる左右方向、より具体的には、プランジャ２６の移動方向の下方と略直交する左方向へ動作する。図２４Ｂに示すように、永久磁石２４が左方に位置することにより、磁界検出部２５は、永久磁石２４の右端側のＳ極の磁界を検出する。磁界検出部２５が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３は、プランジャ２６を介して永久磁石２４を押圧し、永久磁石２４は、磁界検出部２５に近接する磁極が変化するように移動する動作を行う。異なる磁極が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。特に、磁界検出部２５として、交番検知タイプのホール素子を用いた磁界検出部２５を用いることにより、切替の確実性を高めることが可能となる。また、磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第７実施形態＞
第７実施形態は、第６実施形態において、プランジャ２６による他部材への押圧に基づく動作を異なるものとした形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第６実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第６実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第６実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図２５は、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略分解斜視図である。図２６は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略断面図である。図２５では、筐体２０のカバー２０ｂ及び可動部材２３を省略して示している。
第６実施形態に係るスイッチ２は、可動部材２３の揺動により押圧されて下方へ移動するプランジャ２６を備えており、プランジャ２６は、可動部材２３の押圧に伴う移動により、下方に配置されている永久磁石２４を下方へ押圧する。永久磁石２４は、プランジャ２６からの押圧により、下方へ揺動し、永久磁石２４の下方に配置されている磁界検出部２５が、永久磁石２４の揺動に伴う磁界の変化を検出する。
可動部材２３の下方に配置されたプランジャ２６は、略直方体状をなし、下端には永久磁石２４を押圧する円柱状の押圧突起２６２が突設されている。可動部材２３の下方に配置された永久磁石２４は、偏平な略直方体状をなしており、長辺方向が左右方向となり、左右の端部がそれぞれＮ極及びＳ極となるように配置されている。なお、永久磁石２４の一方の極が位置する左端側は、揺動自在に軸支されており、左端側を揺動軸として他方の極が位置する右端側が下方へ揺動可能に配置されている。
永久磁石２４の上側には、永久磁石２４の両端に位置する両極に対して磁気的に接続可能な接続部材として、磁性体プレート２７が配設されている。磁性体プレート２７は、ＳＰＣＣ等の常磁性体材料を用いて形成されており、永久磁石２４と略同形状で偏平な略直方体状をなしている。磁性体プレート２７の下面において、長辺方向となる左右の端部には、永久磁石２４の左右の端部の両極に当接する当接突起２７０が下方へ向けて突設されている。また、磁性体プレート２７の右端部近傍には、上下に移動するプランジャ２６の押圧突起２６２が、遊びをもって貫通可能な貫通孔２７１が開設されている。可動部材２３の揺動により押圧されたプランジャ２６が下方へ移動した場合、プランジャ２６の下端
に突設された押圧突起２６２が、磁性体プレート２７の貫通孔２７１を貫通し、磁性体プレート２７の下方に位置する永久磁石２４の右端近傍を押圧する。
プランジャ２６に押圧されていない場合、永久磁石２４の両極は、磁力により、磁性体プレート２７の当接突起２７０に当接している。磁性体プレート２７が永久磁石２４の両極に対して当接等の状態により磁気的に接続されている場合、永久磁石２４及び磁性体プレート２７により閉じられた磁気回路が形成される。閉じられた磁気回路が形成された場合、永久磁石２４に起因する磁束は、永久磁石２４及び磁性体プレート２７内を通り、永久磁石２４の下方に配置された磁界検出部２５にて十分に検出可能な磁界を形成することはない。プランジャ２６の下端に突設された押圧突起２６２が、磁性体プレート２７の貫通孔２７１を貫通し、永久磁石２４を押圧した場合、永久磁石２４は、左端側を揺動軸として下方へ揺動する。永久磁石２４が下方へ揺動することにより、永久磁石２４は、磁性体プレート２７から離隔し、磁気回路が開かれることになるので、永久磁石２４に起因する磁束が、磁界検出部２５にて十分に検出可能な磁界を形成する。
以上のように第６実施形態に係るスイッチ２は、永久磁石２４の両極に対して磁気的に接続可能な接続部材として、磁性体プレート２７を備えている。永久磁石２４及び磁性体プレート２７は、永久磁石２４が磁性体プレート２７に対して揺動により接離可能に配設されており、永久磁石２４が磁性体プレート２７から離隔した場合に、永久磁石２４から発生する磁界を磁界検出部２５が検出する。プランジャ２６は、可動部材２３からの押圧に伴い、永久磁石２４を磁性体プレート２７に対して磁気的に離隔させるべく移動する。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図２７Ａ及び図２７Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図２７Ａ及び図２７Ｂは、スイッチ２における可動部材２３の第２端２３１近傍を拡大して示している。図２７Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図２７Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図２７Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の第２端２３１は上方に位置している。可動部材２３が上方に位置し、プランジャ２６からの押圧を受けていない場合、永久磁石２４は、磁力に基づく引力により磁性体プレート２７と引き合うため、磁性体プレート２７の当接突起２７０と当接する位置まで、上方へ揺動する。永久磁石２４の上方への揺動により、プランジャ２６は上方へ押し上げられる。永久磁石２４が磁性体プレート２７に当接している場合、永久磁石２４の両極に対して磁性体プレート２７が磁気的に接続しているため、閉じられた磁気回路が形成される。閉じられた磁気回路が形成されている状態では、磁界検出部２５が永久磁石２４から発生する磁界を十分に検出することはない。
図２７Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の第２端２３１は下方へ移動して、プランジャ２６を下方へ向けて押圧する。可動部材２３から押圧されたプランジャ２６は下方へ移動し、プランジャ２６の押圧突起２６２が、磁性体プレート２７の貫通孔２７１を貫通し、永久磁石２４の右端近傍を押圧する。プランジャ２６の押圧突起２６２により押圧された永久磁石２４は、左端側を揺動軸として右端側が下方へ向けて揺動し、磁性体プレート２７から離隔して、閉じられた磁気回路が
開かれる。磁気回路が開かれることにより、永久磁石２４から発生する磁界を、磁界検出部２５が検出する。磁界検出部２５が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、可動部材２３は、プランジャ２６を介して永久磁石２４を押圧する。押圧された永久磁石２４は、磁性体プレート２７にて形成されていた閉じられた磁気回路を開き、磁界検出部２５が検出する磁界が変化するように移動する動作を行う。また、磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
なお、永久磁石２４及び磁性体プレート２７は、磁性体プレート２７が永久磁石２４に対して接離する動作を行うように構成してもよく、また、プランジャ２６の押圧により、磁気回路が閉じる動作をするように構成してもよい。
＜第８実施形態＞
第８実施形態は、第１実施形態において、スナップアクション機構以外の接点機構を採用する形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第７実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第７実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第７実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図２８は、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略分解斜視図である。図２９は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略断面図である。
第８実施形態に係るスイッチ２は、接点室２０１内に、接点機構として、係止部材２２、可動部材２３、永久磁石２４、吸着部材２８等の各種部材を備えており、筐体２０の右下方に磁界検出部２５が配設されている。
第８実施形態に係る係止部材２２は、可動部材２３の第１端２３０側を固定する座金と形成されており、接点室２０１内の左下方に固定されている。
第８実施形態に係る可動部材２３は、薄い金属板を板バネ状に成型した可撓性を有する部材であり、接点室２０１内の左下方に座金として固定された係止部材２２により、固定端となる第１端２３０側が固定されている。可動部材２３は、第１端２３０から右斜め上に向けて延び、途中で略水平方向となるように屈曲して右方へ向けて延伸した形状に成型されている。可動部材２３の右端は、自由端となる第２端２３１であり、第２端２３１には、永久磁石２４が取り付けられている。
永久磁石２４は、樹脂モールドされて軸方向に長い略円柱状に成型されており、軸方向が上下方向となるように可動部材２３に取り付けられている。永久磁石２４の下方には、基板３に表面実装された磁界検出部２５が配置されている。
接点室２０１内の右側壁から上天面に沿って、逆Ｌ字状に成型された吸着部材２８が取り付けられている。吸着部材２８の少なくとも上天面に位置する部位は、可動部材２３の第２端２３１側に取り付けられた永久磁石２４と磁力で引き合う常磁性体、強磁性体等の磁性体材料で形成されている。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図３０Ａ及び図３０Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図３０Ａは、押圧部材２１が外部から
の押圧を受けていない状態を示しており、図３０Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動する。可動部材２３の下方への揺動は、可動部材２３の第２端２３１側に取り付けられた永久磁石２４と吸着部材２８との磁力に基づく引力に抗して行われるため、使用者は、引力に抗する力をクリック感として認識する。
また、図３０Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の第２端２３１は上方に位置し、永久磁石２４の上端は、吸着部材２８の上天面に磁力にて引き付けられて当接している。図３０Ａに示す状態において、永久磁石２４は、磁界検出部２５から上方へ十分に離隔している。
図３０Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の第２端２３１は下方へ揺動し、第２端２３１に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５に接触又は近接する。永久磁石２４が磁界検出部２５に接触又は近接することにより、磁界検出部２５のホール素子にて検出可能な磁界が変化する。ホール素子が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、押圧部材２１の押圧に伴う可動部材２３の揺動により、磁界検出部２５に対して、可動部材２３の第２端２３１側に位置する永久磁石２４が接近する動作を行う。永久磁石２４が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、可動部材２３の揺動に際し、永久磁石２４を吸着部材２８から引き離す負荷が生じるため、使用者は、クリック感を認識する。
＜第９実施形態＞
第９実施形態は、第１実施形態において、可動部材２３に永久磁石２４を取り付けるのではなく、押圧部材２１に永久磁石２４を取り付ける形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第８実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第８実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第８実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図３１は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図３２は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図３１は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略斜視図として示している。
第９実施形態に係るスイッチ２は、押圧部材２１の側面に、長尺板状をなす支持体２１０が形成されている。支持体２１０は、押圧部材２１の側面から下方へ向けて延びており、可動部材２３に開設された開口を通って、筐体２０のベース２０ａに開設された開口まで到達している。押圧部材２１が備える支持体２１０の下端には、永久磁石２４が取り付けられており、永久磁石２４の下方には、基板３に表面実装された磁界検出部２５が配置されている。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図３３Ａ及び図３３Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図３３Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図３３Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図３３Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、可動部材２３の第２端２３１は上方に位置している。押圧部材２１の支持体２１０に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５から上方へ十分に離隔している。
図３３Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、押圧部材２１は下方へ移動し、押圧部材２１の支持体２１０に取り付けられた永久磁石２４は、磁界検出部２５に接触又は近接する。永久磁石２４が磁界検出部２５に接触又は近接することにより、磁界検出部２５のホール素子にて検出可能な磁界が変化する。ホール素子が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、外部からの押圧による押圧部材２１の下方への移動により、磁界検出部２５に対して、押圧部材２１の支持体２１０に取り付けられた永久磁石２４が接近する動作を行う。永久磁石２４が磁界検出部２５に接近することにより、磁界検出部２５が検出する磁界が変化する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、押圧部材２１に押圧された可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
＜第１０実施形態＞
第１０実施形態は、第１実施形態において永久磁石２４を移動させることにより、磁界検出部２５が検出する磁界を変化させるのではなく、永久磁石２４と磁界検出部２５との間を遮蔽／透過することにより、磁界検出部２５が検出する磁界を変化させる形態である。以降の説明において、第１実施形態乃至第９実施形態のいずれかと同様の構成については、第１実施形態乃至第９実施形態と同様の符号を付し、第１実施形態乃至第９実施形態を参照するものとし、詳細な説明を省略する。
図３４は、本願記載のスイッチ２の内部構造の一例を示す概略斜視図である。図３５は、本願記載のスイッチ２が備える可動部材２３の一例を示す概略斜視図である。図３６は、本願記載のスイッチ２の断面の一例を示す概略断面図である。図３４は、スイッチ２から筐体２０を外した内部の部材を概略斜視図として示している。
第１０実施形態に係るスイッチ２は、接点室２０１内の接点機構として、係止部材２２、可動部材２３、永久磁石２４、磁界検出部２５等の各種部材を備えている。可動部材２３の第２端２３１側は、先端部分が下方向へ向けて略直角に屈曲した遮蔽片２３７（遮蔽部）となっており、遮蔽片２３７の中央近傍には、磁界を透過させる透過窓２３８が開設されている。
接点室２０１内には、可動部材２３の遮蔽片２３７を挟むようにして、永久磁石２４及び磁界検出部２５が離隔して配置されている。永久磁石２４は、筐体２０内の中央寄りとなる遮蔽片２３７の左方に配置されている。磁界検出部２５は、筐体２０内の側壁側となる遮蔽片２３７の右方に配置されている。永久磁石２４の磁極と、磁界検出部２５のホール素子とは、遮蔽片２３７を挟んで対向するように配置されている。遮蔽片２３７は、常磁性体材料を用いて形成されているため、永久磁石２４と磁界検出部２５との間に遮蔽片
２３７が位置する場合、永久磁石２４から生じる磁界は遮蔽片２３７に遮蔽される。永久磁石２４と磁界検出部２５との間に遮蔽片２３７の透過窓２３８が位置する場合、永久磁石２４から生じる磁界は透過窓２３８を透過して磁界検出部２５に到達する。
次に、本願記載のスイッチ２の動作について説明する。図３７Ａ及び図３７Ｂは、本願記載のスイッチ２の一例を示す概略断面図である。図３８Ａ及び図３８Ｂは、本願記載のスイッチ２が備える可動部材２３の遮蔽片２３７近傍を拡大して模式的に示す概略模式図である。図３７Ａ及び図３８Ａは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない状態を示しており、図３７Ｂ及び図３８Ｂは、押圧部材２１が外部からの押圧を受けて下方へ移動した状態を示している。
押圧部材２１が下方へ移動して可動部材２３を下方へ押圧することにより、可動部材２３の第２端２３１側が下方へ揺動し、可動部材２３は反転して第１当接部２２３に当接する。可動部材２３は、反転の勢いで第１当接部２２３に衝突するため、反転及び衝突による衝撃に伴う音及び押下負荷の変化を、使用者は、クリック音及びクリック感として認識する。
また、図３７Ａ及び図３８Ａに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けていない場合、図３８Ａに白抜き矢印で示す永久磁石２４から生じる磁界は、遮蔽片２３７に遮蔽される。
図３７Ｂ及び図３８Ｂに例示するように、押圧部材２１が外部からの押圧を受けた場合、可動部材２３の第２端２３１側の遮蔽片２３７は下方へ移動し、遮蔽片２３７の透過窓２３８が、永久磁石２４の磁極と磁界検出部２５のホール素子との間に位置するようになる。この場合、図３８Ｂに白抜き矢印で示すように、永久磁石２４から生じる磁界は透過窓２３８を透過して磁界検出部２５に到達する。磁界検出部２５は、遮蔽されていた磁界が透過することによる磁界の変化を検出する。磁界検出部２５が検出する磁界の変化は、内部信号として磁界検出部２５から出力され、スイッチ２から操作装置１へオン信号として出力される。なお、磁界を遮蔽及び透過することが可能であれば、遮蔽片２３７は、常磁性体材料に限らず、強磁性体材料を用いて形成するようにしていもよい。
以上のように、本願記載のスイッチ２は、外部からの押圧による押圧部材２１の移動により、永久磁石２４から生じる磁界を透過又は遮蔽する。磁界検出部２５が検出する磁界が変化することにより、スイッチ２は、オン信号を出力する。また、押圧部材２１に押圧された可動部材２３の揺動に際し、押圧負荷の変化及び衝突音の発生が伴うため、使用者は、クリック感及びクリック音を認識する。
以上、第１実施形態乃至第１０実施形態を例示して示したように、本願記載のスイッチ２は、永久磁石２４、磁界を発生させる磁化部２３４等の磁石と、ホール素子とを用いた磁界検出部２５とを備えている。磁界検出部２５が検出する磁界の変化がスイッチ２の接点となるため、機械的な接点を必要としない。即ち、本願記載のスイッチ２は、機械的な接点を必要とせず、磁石を用いたスイッチ２の応用範囲を拡大することが可能である。また、磁界検出部２５を用いた接点は、例えば、フォトセンサ等の光電接点を使用した場合と比べ、構造が簡単であり、また、素子に要する費用の抑制を見込むことができる。しかも、接点として用いる磁石によりクリック感を発生させるように構成することも可能であり、その場合、構造の簡略化及び素子費用の抑制を更に見込むことができる。本願記載のスイッチ２において、クリック感は、可動部材２３のスナップアクション機構、磁石の磁力等の事象により実現される。
なお、押圧部材２１の押圧に対する磁界検出部２５の磁界の検出状況は、適宜設計する
ことが可能であり、押圧されていない場合に、磁界を遮蔽し、押圧された場合に、磁界を透過させる等、適宜設計することが可能である。
本発明は、以上説明した第１実施形態乃至第１０実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態に展開することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。
例えば、前記実施形態では、第１実施形態乃至第１０実施形態をそれぞれ異なる形態として説明したが、これらの実施形態は適宜転用が可能である。例えば、第８実施形態に示したスナップアクション機構以外の接点機構を、他の実施形態に適用することも可能である。
更に、前記実施形態では、操作装置１としてマウスを例示したが、本発明はこれに限らず、電動工具、車載スイッチ等の様々な装置に適用することが可能である。
１ 操作装置
２ スイッチ
２０ 筐体
２１ 押圧部材
２１０ 支持体
２２ 係止部材
２３ 可動部材
２３０ 第１端
２３１ 第２端
２３３ 屈曲片
２３４ 磁化部（磁石）
２３５ 屈曲取付部
２３６ 屈曲磁化部（磁石）
２３７ 遮蔽片
２３８ 透過窓
２４ 永久磁石（磁石）
２５ 磁界検出部
２６ プランジャ（押し子）
２７ 磁性体プレート（接続部材）
２８ 吸着部材
３ 基板

Claims (11)

  1. 第１端側が固定され、押圧を受けて第２端側が揺動する可動部材と、前記可動部材を押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材による押圧に伴う前記可動部材の揺動に起因して信号を出力するスイッチであって、
    磁石と、
    磁界を検出する磁界検出部と、
    前記可動部材に押圧されて移動する押し子と
    を備え、
    前記可動部材は、揺動により前記押し子を押圧するようにしてあり、
    前記押し子は、押圧に伴う移動により、前記磁石を押圧するようにしてあり、
    前記押圧部材の押圧に伴う前記可動部材の揺動により前記押し子を押圧し、前記磁界検出部に対して、前記押し子に押圧された前記磁石が動作することにより、前記磁界検出部が検出する磁界が変化し、
    前記磁界検出部が検出した磁界に基づいて信号を出力する
    ことを特徴とするスイッチ。
  2. 請求項１に記載のスイッチであって、
    前記可動部材の第２端側に前記磁石が位置する
    ことを特徴とするスイッチ。
  3. 請求項２に記載のスイッチであって、
    前記可動部材の揺動により、第２端側に位置する磁石が、前記磁界検出部に接近又は離隔する動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化する
    ことを特徴とするスイッチ。
  4. 請求項２に記載のスイッチであって、
    前記可動部材の第２端側は、前記磁界検出部に向けて屈曲しており、
    前記可動部材の揺動により、前記可動部材の第２端側に位置する磁石が、屈曲方向に向けて前記磁界検出部に接近する動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化する
    ことを特徴とするスイッチ。
  5. 請求項２に記載のスイッチであって、
    前記可動部材の第２端側は、前記磁界検出部に向けて屈曲しており、
    前記可動部材の揺動により、前記可動部材の第２端側に位置する磁石が、屈曲方向に対して略直交する方向に移動する成分の動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化する
    ことを特徴とするスイッチ。
  6. 請求項１に記載のスイッチであって、
    前記押し子は、前記可動部材からの押圧に伴い前記磁界検出部に向けて移動するようにしてあり、
    前記押し子は、移動方向と異なる方向へ前記磁石を押圧するようにしてある
    ことを特徴とするスイッチ。
  7. 請求項１に記載のスイッチであって、
    前記磁石の両極に対して磁気的に接続可能な接続部材を備え、
    前記磁石及び前記接続部材は、一方が他方に対して接離可能で、かつ離隔した場合に前記磁石から発生する磁界を前記磁界検出部にて検出可能に配置されており、
    前記押し子は、前記可動部材からの押圧に伴い前記磁石及び前記接続部材の一方を他方に対して磁気的に接続又は離隔させるべく移動するようにしてある
    ことを特徴とするスイッチ。
  8. 請求項６に記載のスイッチであって、
    前記磁界検出部は、磁界の向きの変化を検出する
    ことを特徴とするスイッチ。
  9. 請求項１に記載のスイッチであって、
    前記磁石及び前記磁界検出部は、対向するように配設されており、
    前記可動部材は、第２端側に前記磁石及び前記磁界検出部の間に位置する遮蔽部を有し、
    前記押圧部材の押圧に伴う前記可動部材の揺動により、前記磁石から前記磁界検出部に到達する磁界を遮蔽又は透過させる動作により、前記磁界検出部が検出する磁界が変化する
    ことを特徴とするスイッチ。
  10. 請求項９に記載のスイッチであって、
    前記遮蔽部は、
    常磁性体材料又は強磁性体材料を用いて形成されている
    ことを特徴とするスイッチ。
  11. 外部からの押下操作を受け付ける押下操作部と、
    前記押下操作部が受け付けた押下操作を外部からの押圧として伝達される請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のスイッチと
    を備え、
    前記磁界検出部が検出した磁界の変化に基づく信号を出力する
    ことを特徴とする操作装置。
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