JP7369206B2 - プッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、プッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチに関する。

従来より、中央に開口を有するスイッチパネルと、該スイッチパネルの上方に配置されるキートップと、該キートップと前記スイッチパネルとの間に設けられ、前記キートップの水平姿勢を保持しつつ、該キートップを昇降動作可能に支持する一対のリンク部材と、前記スイッチパネルの下に配置され、前記キートップの昇降動作により電気回路の接点を開成又は閉成するメンブレンシートと、該メンブレンシートと前記キートップとの間に配置され、該キートップの下降動作に伴い前記接点を閉じるように作用するラバードームと、を備えたキースイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－０６０６０１号公報

ところで、従来のキースイッチ装置は、ラバードームが厚いため、薄型化が困難であるという課題がある。ラバードームは、キートップの操作時における良好な感触を実現するが、薄型化を図るのは容易ではない。

そこで、良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態のプッシュスイッチの押圧機構は、押圧操作可能な操作部材と、ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね部材とを含むプッシュスイッチの押圧機構において、前記操作部材は、前記開口部を通じて可動接点部材を固定接点部材に対して押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を押圧する第２押圧部とを有する。

良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチを提供することができる。

実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構を示す上面図である。 実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構を示す側面図である。 実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構を示す底面図である。 プッシュスイッチの押圧機構の分解図である。 図１のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。 メンブレンスイッチの断面を示す図である。 ステムの底面側を示す図である。 プッシュスイッチの押圧機構のＦＳ特性を示す図である。 実施の形態１の変形例のプッシュスイッチの押圧機構を示す斜視図である。 実施の形態２のプッシュスイッチを示す図である。 プッシュスイッチの分解図である。 実施の形態３のプッシュスイッチの押圧機構を示す図である。 プッシュスイッチの押圧機構の分解図である。

以下、本発明のプッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構１００を示す上面図である。図２は、実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構１００を示す側面図である。図３は、実施の形態１のプッシュスイッチの押圧機構１００を示す底面図である。図４は、プッシュスイッチの押圧機構１００の分解図である。図５は、図１のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。図６は、メンブレンスイッチ１０の断面を示す図である。

図５には、プッシュスイッチの押圧機構１００の上方に、一例としてキーボードのキートップ２０を示す。プッシュスイッチの押圧機構１００は、一例としてキーボードの各キートップ２０の押圧機構として利用可能である。プッシュスイッチの押圧機構１００とキートップ２０との間に、パンタグラフ式のガイド部材があってもよい。ただし、プッシュスイッチの押圧機構１００の用途は、キートップ２０の押圧機構に限られるものではなく、押圧することで操作可能なプッシュスイッチであれば、どのようなものであってもよい。

以下ではＸＹＺ座標系を用いて説明する。また、以下では、説明の便宜上、－Ｚ方向側を下側又は下、＋Ｚ方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、平面視とはＸＹ面視をいう。

図１及び図２に示すように、プッシュスイッチの押圧機構１００は、ハウジング１１０、板ばね１２０、熱圧着シート１２５、及びステム１３０を含む。プッシュスイッチの押圧機構１００は、メンブレンスイッチ１０（図４参照）の上に配置される。プッシュスイッチの押圧機構１００と、メンブレンスイッチ１０とは、プッシュスイッチを構成する。

図４及び図６に示すように、メンブレンスイッチ１０は、下側シート１１、固定接点１１Ａ、上側シート１２、可動接点１２Ａ、及び支持部１３を有する。下側シート１１、上側シート１２、及び支持部１３は絶縁体であり、固定接点１１Ａ及び可動接点１２Ａは導体である。固定接点１１Ａ及び可動接点１２Ａには、それぞれ配線１１Ａ１、１２Ａ１が接続されている。

下側シート１１及び上側シート１２は、支持部１３を挟んで接着されている。支持部１３は、中央部分に平面視で円形の貫通孔１３Ａを有し、下側シート１１の上面に設けられた固定接点１１Ａと、上側シート１２の下面に設けられた可動接点１２Ａとが貫通孔１３Ａの内部で対向して配置されている。

上側シート１２が上側から押圧されていないときは、固定接点１１Ａと可動接点１２Ｂは導通していないが、可動接点１０Ｂが上側から押圧されると、固定接点１０Ａと可動接点１０Ｂが導通する。

プッシュスイッチの押圧機構１００は、ステム１３０に対して－Ｚ方向の押圧操作が行われると、メンブレンスイッチ１０の可動接点１２Ａを固定接点１１Ａに対して－Ｚ方向に押圧する。これにより、メンブレンスイッチ１０は、導通した状態になる。

ハウジング１１０は、樹脂製であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の長さが等しく、Ｚ軸方向に厚さを有する板状の部材（筐体）である。

ハウジング１１０は、厚さ方向に貫通する収納部１１１を有する。ハウジング１１０の下面はメンブレンスイッチ１０の上側シート１２のうち、平面視で支持部１３によって支持されている部分に接着シート等によって取り付けられる。

収納部１１１には、板ばね１２０が収納される。収納部１１１は、平面視でハウジング１１０の中央部分に位置する。収納部１１１は、図４に示すように、脚部収納部１１１Ａと支持部１１１Ｂを有する。脚部収納部１１１Ａは、収納部１１１の内周部からハウジング１１０の四隅の方向に延在しており、収納部１１１を延長した部分である。脚部収納部１１１Ａは、ハウジング１１０の下面までは貫通しておらず、上面側から凹んだ形状を有する。換言すれば、脚部収納部１１１Ａは、有底（底がある構造）である。脚部収納部１１１Ａの底部には、支持部１１１Ｂが設けられる。支持部１１１Ｂは、脚部収納部１１１Ａの有底の部分である。脚部収納部１１１Ａは、板ばね１２０の脚部１２３を収納し、脚部１２３の先端は、支持部１１１Ｂに支持される。

板ばね１２０は、弾性および導電性を有する金属板ばねで構成される板ばね部材の一例である。板ばね１２０は、収納部１１１内に配置されている。

板ばね１２０は、図４に示すように、膨出した形状のドーム部１２１と、ドーム部１２１の頂部近傍に設けられる開口部１２２と、ドーム部１２１を支持する脚部１２３とを有する。

ドーム部１２１はドーム状に図４の＋Ｚ方向に膨出した形状を有し、ＸＹ平面視で円形状である。ドーム部１２１は、膨出方向（＋Ｚ方向）からの押圧操作によって、膨出する方向が反転する反転動作可能な形状を有している。また、この押圧から解放されると元の膨出する方向に復帰する弾性を有している。

脚部１２３は、ドーム部１２１の外周端部から外方向へ延在して４個形成されている。脚部１２３は、ドーム部１２１の外周端部から外方向かつ－Ｚ方向に延在し、折曲部１２３Ａで外方向かつ＋Ｚ方向に延在するように折り曲げられている。このため、折曲部１２３Ａは、ドーム部１２１よりも板ばね１２０の押圧方向（－Ｚ方向）に突出している。

折曲部１２３Ａは、脚部収納部１１１Ａの内部には収納されておらず、脚部収納部１１１Ａの内部には、脚部１２３のうち折曲部１２３Ａよりも先の部分が収納され、脚部１２３の先端が支持部１１１Ｂによって支持される。

このように、脚部１２３の先端が支持部１１１Ｂによって支持されることにより、板ばね１２０は、収納部１１１の内部で安定的に保持される。

脚部１２３は、押圧操作によってドーム部１２１が反転動作する際にはドーム部１２１の外周端部を支持し、ドーム部１２１の反転動作後には撓むことが可能な弾性力を備えている。なお、上記のような板ばね１２０は、金型を用いた金属板の打ち抜き加工およびプレス加工と折り曲げ加工との組み合わせによって形成可能である。

板ばね１２０はハウジング１１０の収納部１１１に配置され、ステム１３０がドーム部１２１の頂部側に接するように配置される。

熱圧着シート１２５（図４参照）は、板ばね１２０とステム１３０との間を接合するために設けられている。熱圧着シート１２５は、シート状の部材であり、加熱されることによって溶融し、冷却すると硬化して板ばね１２０とステム１３０とを接合する。熱圧着シート１２５は、平面視で円形の開口部１２５Ａを有する。開口部１２５Ａの開口サイズは、板ばね１２０のドーム部１２１よりも大きい。ドーム部１２１の反転動作の邪魔にならないようにするためである。

次に、ステム１３０について説明する。ここでは、さらに、図７を用いて説明する。図７は、ステム１３０の底面側を示す図である。

ステム１３０は、図４、図５、及び図７に示すように、基部１３１、フランジ部１３２、突起部１３３、凸部１３４を有する。ステム１３０は、一例として樹脂製であり、操作部材の一例である。利用者が直接的にステム１３０に手等で触れて操作してもよいし、ステム１３０の上に設けられる部材を介して操作する形態であってもよい。

ステム１３０がＺ方向に押圧されるときには、基部１３１の上面から下方向に押圧力が掛かる。ステム１３０は、基部１３１の上面から下方向に押圧され、板ばね１２０が反転動作したときに、さらにＺ方向において潰れて変形することにより、ステム１３０の上面をさらに下方に変位させるために、以下で説明するような構成を有する。このように、板ばね１２０が反転動作してからステム１３０の上面がさらに下方に変位する際のステム１３０の上面のＺ方向における変位をオーバーストロークと称す。

基部１３１は、ステム１３０の中心に位置する部分であり、円盤状の形状を有する。基部１３１は、上面に凹部１３１Ａを有し、下面には突起部１３３及び凸部１３４が設けられている。

凹部１３１Ａは、基部１３１の上面から下方に凹んだ部分である。凹部１３１Ａは、平面視で円形である。凹部１３１Ａを設けたのは、基部１３１の上面の面積を小さくすることにより、基部１３１の上面から下方向に押圧力が掛かったときに、基部１３１の上面における単位面積当たりに掛かる荷重が大きくなるようにするためである。このようにすれば、基部１３１がＺ方向に潰れやすくなり、より大きなオーバーストロークを稼げるからである。

また、凹部１３１Ａを基部１３１の上面の中央部分に設けたのは、次のような理由によるものである。キートップ２０が安定的に基部１３１を押圧するには、キートップ２０の下面と基部１３１の上面とが接触する領域がなるべく広い方が良い。なるべく広い方が良いとは、キートップ２０の下面と基部１３１の上面とが接触する領域のＸ方向及びＹ方向の寸法が大きいことである。Ｘ方向及びＹ方向の寸法がより大きい領域でキートップ２０と基部１３１とが接触する方が、基部１３１に対してキートップ２０が安定するからである。基部１３１の上面の中央部分に凹部１３１Ａを設ける場合には、キートップ２０の下面と基部１３１の上面とが接触する領域のＸ方向及びＹ方向の寸法を小さくせずに済み、キートップ２０が基部１３１の凹部１３１Ａの周りの上面を安定的に押圧できるからである。このように、凹部１３１Ａが基部１３１の上面の中央部分に設けられることにより、基部１３１の上部（凹部１３１Ａを囲む部分）は、平面視で円環状の畝部を構成している。

フランジ部１３２は、基部１３１の側面の下側から径方向外側に突出する円盤状の突出部である。フランジ部１３２の外形は、平面視で矩形（正方形）であり、平面視で円形の基部１３１の周囲に位置している。フランジ部１３２の中央部の円環部１３２Ａ（図４参照）は、基部１３１の周囲に接続される円環状の部分であり、Ｚ方向に変位しやすい部分である。

フランジ部１３２の直径は、収納部１１１の内径に合わせられている。すなわち、ステム１３０の平面視の形状及びサイズは、収納部１１１から脚部収納部１１１Ａを除いた部分の形状及びサイズと略等しい。上下動に伴うステム１３０の振れを抑制するためである。なお、図５は、脚部収納部１１１Ａを含まない断面である。

突起部１３３は、第１押圧部の一例であり、基部１３１の下面から下方に突出する円盤状の部分である。突起部１３３は、基部１３１の上面が下方向に押圧されて板ばね１２０が反転動作したときに、板ばね１２０の開口部１２２を通ってメンブレンスイッチ１０の上側シート１２の中央を下方向に押圧するために設けられている。このため、突起部１３３は、下面側から見て基部１３１の中心部分に設けられており、また、開口部１２２よりも直径が小さい円盤状の形状を有する。

突起部１３３の直径は、基部１３１の直径よりも小さくされている。すなわち、突起部１３３の下面側から見た面積は、基部１３１の凹部１３１Ａよりも下の部分のＸＹ平面に平行な面での断面における面積よりも小さい。換言すれば、突起部１３３は、平面視で基部１３１よりも小さい。これは、ステム１３０が上から押圧された際に、突起部１３３の単位面積当たりに掛かる加重を基部１３１の単位面積当たりに掛かる荷重よりも大きくすることにより、突起部１３３がＺ方向に変形して潰れやすくするためである。このときには、基部１３１もＺ方向に潰れるが、基部１３１よりも突起部１３３の方がさらにＺ方向に潰れやすくすることで、より大きなオーバーストロークを稼ぐことができる。

また、突起部１３３の下端は、ステム１３０が－Ｚ方向に押圧されていない状態で、凸部１３４よりも－Ｚ方向に位置する。突起部１３３は、板ばね１２０の開口部１２２を通ってメンブレンスイッチ１０の上側シート１２の中央を下方向に押圧するため、開口部１２２の周囲のドーム部１２１を押圧する凸部１３４よりも－Ｚ方向に突出することによって、メンブレンスイッチ１０を押圧しやすくするためである。

凸部１３４は、第２押圧部の一例であり、基部１３１の下面から下方に突出しており、突起部１３３の周りを囲むように、突起部１３３の外側に円環状に形成されている。すなわち、平面視で円環状の凸部１３４の内部に突起部１３３が設けられている。凸部１３４は、ドーム部１２１の中央部分にある開口部１２２を避けて、開口部１２２の周囲のドーム部１２１に当接する位置に設けられている。

凸部１３４は、板ばね１２０のドーム部１２１を下方向に押圧して、ドーム部１２１を反転動作させるために設けられている。このような凸部１３４を設けることにより、ドーム部１２１を下方向に押圧しやすくなり、反転動作をより確実に行う構成を実現することができる。また、平面視で円環状の凸部１３４の内部に突起部１３３を設けたので、突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２を通りやすい配置にすることができ、ステム１３０が下方向に押圧されたときに、突起部１３３に応力が掛かりやすい構成にすることができる。なお、凸部１３４は、板ばね１２０のドーム部１２１を下方向に均等に押圧できればよいため、突起部１３３の周りを囲むように円環状に形成されている構成に限られず、矩形環状等の環状であればよい。

円環状の凸部１３４と、円形の開口部１２２とは、相似形状を有する。相似形状を有するとは、凸部１３４と開口部１２２とが、ともに円形であることをいう。また、円形に限らず、楕円や３辺以上の多角形等の形状であってもよい。

ステム１３０が押圧されていない初期状態では、凸部１３４とドーム部１２１は離間しており、突起部１３３は、板ばね１２０の開口部１２２よりも上方に位置し（図５参照）、メンブレンスイッチ１０を押圧していない。このため、メンブレンスイッチ１０は、非導通状態である。

ステム１３０の基部１３１が押圧され、凸部１３４がドーム部１２１をある程度押圧するとドーム部１２１が反転状態になるとともに、突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２の中を通って、メンブレンスイッチ１０の上側シート１２のうち、可動接点１２Ａがある部分を下方に押圧する。これにより、メンブレンスイッチ１０は、導通状態になる。

また、この状態では、反転したドーム部１２１は、メンブレンスイッチ１０の支持部１３がある周囲の部分を押圧しているため、ドーム部１２１は、これ以上下方に変位しない状態である。

さらにステム１３０の基部１３１が押圧されると、ステム１３０がＺ方向に潰れることで、基部１３１の上面が下方に変位し、このときにオーバーストロークが得られる。

ステム１３０の押圧操作を解放すると、板ばね１２０の弾性力によって初期状態に復帰する。

図８は、プッシュスイッチの押圧機構１００のＦＳ（Force-Stroke）特性を示す図である。横軸がステム１３０を下方に押し込むストローク（Ｓ）であり、縦軸がステム１３０を下方に押し込む際に必要な力（Ｆ）である。力（Ｆ）はステム１３０の操作荷重である。

初期状態のストロークが０ｍｍから０．２ｍｍまでは、ステム１３０の凸部１３４が板ばね１２０のドーム部１２１に接触していない区間である。このような区間をフリーストロークと称す。フリーストロークの区間の操作荷重は、ステム１３０の基部１３１をフランジ部１３２に対して下方向に変位させるのに必要な荷重である。フリーストロークの区間では、フランジ部１３２の中央側の円環部１３２Ａが変形することによって、基部１３１がフランジ部１３２に対して下方向に変位する。

なお、初期状態でステム１３０の凸部１３４が板ばね１２０のドーム部１２１に接触している状態にすれば、フリーストロークの区間は無くなり、ＦＳ特性は、ストロークが０．２ｍｍの位置から開始することになる。このようにフリーストロークの区間が無い構成であってもよい。

ストロークが０．２ｍｍに到達すると、ステム１３０の凸部１３４が板ばね１２０のドーム部１２１に接触する。ストロークがさらに増えると、凸部１３４がドーム部１２１を下方に押圧し、ストロークが約０．３６ｍｍのところで操作荷重は最大値の約０．７Ｎになる。

ストロークが約０．３６ｍｍを超えると、ドーム部１２１を反転動作し、ストロークが約０．７ｍｍのところで操作荷重は極小値の約０．３５Ｎになる。ドーム部１２１を反転動作するときには、ステム１３０の突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２の中を通ってメンブレンスイッチ１０を押圧するため、メンブレンスイッチ１０が導通状態（オン）になる。

ストロークが約０．７ｍｍを超えると、ドーム部１２１は反転状態に保持され、ステム１３０がＺ方向に潰れて行くオーバーストロークの区間になる。オーバーストロークの区間は、ストロークが０．７ｍｍから０．８ｍｍの区間である。ストロークが０．８ｍｍのときには、操作荷重は、１Ｎに達する。

以上のように、ドーム部１２１の中心部分に開口部１２２を有する板ばね１２０と、開口部１２２を通ってメンブレンスイッチ１０を押圧する突起部１３３及びドーム部１２１を押圧する凸部１３４を有するステム１３０とを用いることにより、板ばね１２０の反転動作による感触をステム１３０に発生できるとともに、板ばね１２０の反転動作が完了した後のオーバーストロークを大きく取ることができる。

したがって、良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチの押圧機構１００を提供することができる。良好な感触は、ステム１３０のオーバーストロークによって得られる効果である。また、薄型化は、ステム１３０の突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２の中を通ってメンブレンスイッチ１０を押圧することによって得られる効果である。

なお、以上では、接着シート１５０を用いる形態について説明したが、接着剤や粘着剤又は粘着シートを用いた場合でも同様である。

また、以上では、板ばね１２０の脚部１２３が４本である形態について説明したが、板ばね１２０の脚部１２３は、板ばね１２０をハウジング１１０に対して支持できればよいので、４本には限られない。

また、プッシュスイッチの押圧機構１００を図９に示すように変形してもよい。図９は、実施の形態１の変形例のプッシュスイッチの押圧機構１００Ｍを示す斜視図である。プッシュスイッチの押圧機構１００Ｍは、ステム１３０の代わりにステム１３０Ｍを含む点が図１乃至図４に示すプッシュスイッチの押圧機構１００と異なる。

ステム１３０Ｍは、基部１３１Ｍ、フランジ部１３２を有する。また、図９には示さないが、ステム１３０Ｍは、突起部１３３及び凸部１３４（図５及び図７参照）を有する。ステム１３０は、一例として樹脂製であり、操作部材の一例である。ステム１３０Ｍは、ステム１３０の基部１３１を基部１３１Ｍに置き換えた構成を有する。

基部１３１Ｍは、ステム１３０Ｍの中心に位置する部分であり、円盤状の形状を有する。基部１３１Ｍは、上面に形成される凹部１３１ＭＡと、溝部１３１ＭＢとを有する。凹部１３１ＭＡは、凹部１３１Ａ（図１及び図４参照）と同様であり、基部１３１Ｍの上面の中央部分に設けられている。溝部１３１ＭＢは、基部１３１Ｍの上部（凹部１３１ＭＡを囲む部分）において、上面から下方に凹むように形成されている。このような溝部１３１ＭＢを設けるのは、基部１３１Ｍの上部が上方から押圧されたときに潰れやすくするためである。一例として、４個の溝部１３１ＭＢが基部１３１Ｍの上部の周方向に等間隔で設けられている。このような溝部１３１ＭＢが形成されていても、基部１３１Ｍの上部は平面視で円環状である。

このように、凹部１３１ＭＡが基部１３１Ｍの上面の中央部分に設けられるとともに、４個の溝部１３１ＭＢが基部１３１Ｍの上部の円環状の部分に設けられることにより、基部１３１Ｍの上面の面積をより小さくすることができる。これにより、基部１３１Ｍの上面から下方向に押圧力が掛かったときに、基部１３１Ｍの上面における単位面積当たりに掛かる荷重がより大きくなり、基部１３１ＭがＺ方向に潰れやすくなり、より大きなオーバーストロークを稼ぐことができる。したがって、良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチの押圧機構１００Ｍを提供することができる。

なお、溝部１３１ＭＢの数は４個に限定されず、例えば、３個、８個、１６個等であってもよい。溝部１３１ＭＢの数は、複数（２つ以上）であることが好ましい。複数あることで、基部１３１Ｍの上面から下方向に押圧力が掛かったときに、基部１３１Ｍの上面において単位面積当たりに掛かる荷重を均等化しやすく、より良好な感触を提供できるからである。また、複数の溝部１３１ＭＢは、基部１３１Ｍの上部の周方向において、平面視で等間隔に設けられることが好ましい。複数の溝部１３１ＭＢを周方向に等間隔で設けることにより、基部１３１Ｍの上面から下方向に押圧力が掛かったときに、基部１３１Ｍの上面において単位面積当たりに掛かる荷重を均等化でき、さらに良好な感触を提供できるからである。

＜実施の形態２＞
図１０は、実施の形態２のプッシュスイッチ２００を示す図である。図１１は、プッシュスイッチ２００の分解図である。実施の形態２では、実施の形態１と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

プッシュスイッチ２００は、ハウジング２１０、板ばね２５０、板ばね２２０、熱圧着シート１２５、及びステム１３０を含む。以下では、ステム１３０の構成については、図５を援用する。また、プッシュスイッチ２００は、ステム１３０の代わりに図９に示すステム１３０Ｍを含んでもよい。

ハウジング２１０は、樹脂製であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の長さが等しく、Ｚ軸方向に厚さを有する板状の部材（筐体）である。ハウジング２１０は、実施の形態１のハウジング１１０とは異なり、収納部２１１は有底である。収納部２１１の内部には、中央接点２１２Ａと、側部接点２１２Ｂとが設けられている。中央接点２１２Ａは、第１固定接点部材の一例であり、側部接点２１２Ｂは、第２固定接点部材の一例である。

中央接点２１２Ａは、収納部２１１の底部の中央部分に配置されており、ハウジング２１０の外側に突出する端子２１３Ａに接続されている。側部接点２１２Ｂは、収納部２１１の底部の側部に配置されており、ハウジング２１０の外側に突出する端子２１３Ｂに接続されている。

収納部２１１には、板ばね２５０及び板ばね２２０が重ねて収納される。板ばね２２０は、板ばね２５０の上に重ねられている。収納部２１１は、平面視でハウジング２１０の中央部分に位置する。

板ばね２５０は、可動接点部材の一例である。板ばね２５０は、中央部２５１が四隅２５２に対して上に膨らむように湾曲しており、±Ｘ方向側でＹ方向に延在する湾曲した辺２５３が側部接点２１２Ｂに接触している。中央部２５１が上側から下方向に押圧されると板ばね２５０は反転動作して、中央部２５１が中央接点２１２Ａに接触する。これにより、中央接点２１２Ａと側部接点２１２Ｂが板ばね２５０によって導通される。

収納部２１１は、脚部収納部２１１Ａと支持部２１１Ｂを有する。脚部収納部２１１Ａ及び支持部２１１Ｂは、実施の形態１のハウジング１１０の脚部収納部１１１Ａ及び支持部１１１Ｂとそれぞれ同様である。

板ばね２２０は、板ばね部材の一例であり、弾性および導電性を有する板ばねである。板ばね２２０は、導電性を有していなくてもよく、金属又は樹脂等で構成される。板ばね２２０は、収納部２１１内で板ばね２５０の上に配置されている。

板ばね２２０の形状及び機能は、実施の形態１の板ばね１２０と同様であり、膨出した形状のドーム部２２１と、ドーム部２２１の頂部近傍に設けられる開口部２２２と、ドーム部２２１を支持する脚部２２３とを有する。

板ばね２２０は、４個の脚部２２３を有し、各脚部２２３は、折曲部２２３Ａを有する。脚部２２３及び折曲部２２３Ａは、実施の形態１の板ばね１２０の脚部１２３及び折曲部１２３Ａと同様である。脚部２２３の先端は、支持部２１１Ｂによって支持されることにより、板ばね２２０は、収納部２１１の内部で安定的に保持される。

このような実施の形態２のプッシュスイッチ２００において、ステム１３０が押圧されていない初期状態では、凸部１３４（図５参照）とドーム部２２１は離間しており、突起部１３３（図５参照）は、板ばね２２０の開口部２２２よりも上方に位置し、板ばね２５０の中央部２５１を押圧していない。このため、中央接点２１２Ａと側部接点２１２Ｂは、非導通状態である。

ステム１３０の基部１３１が押圧され、凸部１３４がドーム部２２１をある程度押圧するとドーム部２２１が反転状態になるとともに、突起部１３３が板ばね２２０の開口部２２２の中を通って、板ばね２５０の中央部２５１を下方に押圧する。これにより、板ばね２５０が中央接点２１２Ａと側部接点２１２Ｂを導通させ、プッシュスイッチ２００は導通状態になる。

また、この状態では、反転したドーム部２２１は、反転した板ばね２５０の中央部２５１を介して中央接点２１２Ａを押圧しているため、ドーム部２２１は、これ以上下方に変位しない状態である。また、板ばね２５０の中央部２５１は中央接点２１２Ａに当接しており、突起部１３３は、開口部２２２の中を通って、板ばね２５０の中央部２５１を押圧している状態である。

さらにステム１３０の基部１３１が押圧されると、ステム１３０がＺ方向に潰れることで、基部１３１の上面が下方に変位し、このときにオーバーストロークが得られる。

ステム１３０の押圧操作を解放すると、板ばね２２０の弾性力によって初期状態に復帰する。

以上のように、ドーム部２２１の中心部分に開口部２２２を有する板ばね２２０と、開口部２２２を通って板ばね２５０の中央部２５１を押圧する突起部１３３及びドーム部２２１を押圧する凸部１３４を有するステム１３０とを用いることにより、板ばね２２０の反転動作による感触をステム１３０に発生できるとともに、板ばね２２０の反転動作が完了した後のオーバーストロークを大きく取ることができる。

したがって、良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチ２００を提供することができる。良好な感触は、ステム１３０のオーバーストロークによって得られる効果である。また、薄型化は、ステム１３０の突起部１３３が板ばね２２０の開口部２２２の中を通って板ばね２５０の中央部２５１を押圧することによって得られる効果である。

なお、以上では、接着シート１５０を用いる形態について説明したが、接着剤や粘着剤又は粘着シートを用いた場合でも同様である。

また、以上では、板ばね２２０の脚部２２３が４本である形態について説明したが、板ばね２２０の脚部２２３は、板ばね２２０をハウジング２１０に対して支持できればよいので、４本には限られない。

また、板ばね２２０が金属製である場合には、プッシュスイッチ２００は、板ばね２５０を含まなくてもよい。この場合には、側部接点２１２Ｂを４つにして、板ばね２２０の４本の脚部２２３の折曲部２２３Ａの下に位置させることで、４つの側部接点２１２Ｂを板ばね２２０の４本の脚部２２３の折曲部２２３Ａに接触させておく。そして、金属製の板ばね２２０のドーム部２２１がステム１３０の凸部１３４によって押圧されて反転動作したときに、ドーム部２２１が中央接点２１２Ａに当接することで、中央接点２１２Ａと側部接点２１２Ｂとが板ばね２２０を介して導通するようにしてもよい。この場合には、ステム１３０の突起部１３３は、板ばね２２０の開口部２２２の中を通り、中央接点２１２Ａの中央部を押圧することになる。

＜実施の形態３＞
図１２は、実施の形態３のプッシュスイッチの押圧機構３００を示す図である。図１３は、プッシュスイッチの押圧機構３００の分解図である。実施の形態３では、実施の形態１と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

プッシュスイッチの押圧機構３００は、ハウジング１１０、板ばね１２０、熱圧着シート１２５、及びステム１３０を含む。以下では、ステム１３０の構成については、図５を援用する。また、プッシュスイッチの押圧機構３００は、ステム１３０の代わりに図９に示すステム１３０Ｍを含んでもよい。

プッシュスイッチの押圧機構３００は、基板５０の上に実装されている。プッシュスイッチの押圧機構３００及び基板５０は、プッシュスイッチを構成する。

基板５０は、配線基板であり、上面には、中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂとが設けられている。中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂは、基板５０の内挿又は下面に設けられた配線等を介して、図示しない端子に接続されている。

ハウジング１１０は、樹脂製であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の長さが等しく、Ｚ軸方向に厚さを有する板状の部材（筐体）である。収納部１１１には、板ばね１２０が収納される。

板ばね１２０は、板ばね状の可動接点部材の一例であり、弾性および導電性を有する板ばねである。板ばね１２０は、金属製であり、導電性を有する。板ばね１２０の４個の脚部１２３の折曲部１２３Ａの下面は、側部接点５１Ｂに接触している。

このような実施の形態３のプッシュスイッチの押圧機構３００において、ステム１３０が押圧されていない初期状態では、凸部１３４（図５参照）とドーム部１２１は離間しており、突起部１３３（図５参照）は、板ばね１２０の開口部１２２よりも上方に位置している。凸部１３４（図５参照）がドーム部１２１を下方に押圧して織らず、板ばね１２０が反転動作していないため、中央接点５１Ａとドーム部１２１とは接触して織らず、中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂは、非導通状態である。

ステム１３０の基部１３１が押圧され、凸部１３４がドーム部１２１をある程度押圧するとドーム部１２１が反転状態になるとともに、突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２の中を通って、中央接点５１Ａを下方に押圧する。反転したドーム部１２１と中央接点５１Ａとが接触することにより、板ばね１２０が中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂとを導通させる。

また、この状態では、反転したドーム部１２１は、反転した中央接点５１Ａの外周部を押圧しているため、ドーム部１２１は、これ以上下方に変位しない状態である。また、突起部１３３は、開口部１２２の中を通って、中央接点５１Ａの中央部を押圧している状態である。

さらにステム１３０の基部１３１が押圧されると、ステム１３０がＺ方向に潰れることで、基部１３１の上面が下方に変位し、このときにオーバーストロークが得られる。

ステム１３０の押圧操作を解放すると、板ばね１２０の弾性力によって初期状態に復帰する。

以上のように、ドーム部１２１の中心部分に開口部１２２を有する板ばね１２０と、開口部１２２を通って中央接点５１Ａの中央部を押圧する突起部１３３及びドーム部１２１を押圧する凸部１３４を有するステム１３０とを用いることにより、板ばね１２０の反転動作による感触をステム１３０に発生できるとともに、板ばね１２０の反転動作が完了した後のオーバーストロークを大きく取ることができる。

したがって、良好な感触と薄型化の両立を実現したプッシュスイッチの押圧機構３００を提供することができる。良好な感触は、ステム１３０のオーバーストロークによって得られる効果である。また、薄型化は、ステム１３０の突起部１３３が板ばね１２０の開口部１２２の中を通って中央接点５１Ａを押圧することによって得られる効果である。

なお、以上では、接着シート１５０を用いる形態について説明したが、接着剤や粘着剤又は粘着シートを用いた場合でも同様である。

また、以上では、板ばね１２０の脚部１２３が４本である形態について説明したが、板ばね１２０の脚部１２３は、板ばね１２０をハウジング１１０に対して支持できればよいので、４本には限られない。

また、板ばね１２０が樹脂等の絶縁体製である場合には、実施の形態２の板ばね２５０を板ばね１２０と基板５０との間に設けて、板ばね１２０によって押圧された板ばね２５０が中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂを導通させる構成にしてもよい。この場合には、凸部１３４が板ばね１２０を反転動作させてドーム部１２１が板ばね２５０を下方に押圧して反転動作させることで、板ばね２５０によって中央接点５１Ａと側部接点５１Ｂが導通することになる。また、突起部１３３が開口部１２２を通って板ばね２５０を押圧し、板ばね２５０が中央接点５１Ａに押し付けられることになる。突起部１３３が板ばね２５０を介して中央接点５１Ａに当接した状態でＺ方向に押し潰されることで、オーバーストロークが得られる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のプッシュスイッチの押圧機構、及び、プッシュスイッチについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

尚、本国際出願は、２０１９年１２月９日に出願した日本国特許出願２０１９－２２２４５２号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

１００、３００ プッシュスイッチの押圧機構
１２０ 板ばね
１２１ ドーム部
１２２ 開口部
１３０ ステム
１３１ 基部
１３１Ａ 凹部
１３２ フランジ部
１３３ 突起部
１３４ 凸部
２００ プッシュスイッチ
２１０ ハウジング
２２０ 板ばね
２２１ ドーム部
２２２ 開口部
２５０ 板ばね

Claims (18)

1. 押圧操作可能な操作部材と、
   ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね部材と
   を含むプッシュスイッチの押圧機構において、
   前記操作部材は、前記開口部を通じて可動接点部材を固定接点部材に対して押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を押圧する第２押圧部と、押圧操作による押圧力が掛かる押圧面に設けられ、前記押圧面から押圧方向に凹んだ凹部とを有する、プッシュスイッチの押圧機構。
2. 前記可動接点部材及び前記固定接点部材は、メンブレンシートで構成される、請求項１記載のプッシュスイッチの押圧機構。
3. 押圧操作可能な操作部材と、
   ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね状の可動接点部材と
   を含み、第１固定接点部材及び第２固定接点部材を有する基板に実装され、前記可動接点部材が前記操作部材によって押圧されていない状態で、前記可動接点部材が前記第２固定接点部材に接触する、プッシュスイッチの押圧機構において、
   前記操作部材は、前記開口部を通じて前記第１固定接点部材又は前記基板を押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を前記第１固定接点部材に対して押圧する第２押圧部とを有する、プッシュスイッチの押圧機構。
4. 押圧操作可能な操作部材と、
   ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね部材と、
   前記板ばね部材によって押圧されると反転動作する板ばね状の可動接点部材と
   を含み、第１固定接点部材及び第２固定接点部材を有する基板に実装され、前記可動接点部材が前記板ばね部材によって押圧されていない状態で、前記可動接点部材が前記第２固定接点部材に接触する、プッシュスイッチの押圧機構において、
   前記操作部材は、前記開口部を通じて前記可動接点部材又は前記基板を押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を前記可動接点部材に対して押圧することによって前記可動接点部材を前記第１固定接点部材に対して押圧する第２押圧部とを有する、プッシュスイッチの押圧機構。
5. 前記第２押圧部は、平面視で環状であり、前記第１押圧部は、平面視で前記環状の第２押圧部の内部に位置する、請求項１乃至４のいずれか一項記載のプッシュスイッチの押圧機構。
6. 前記第２押圧部と前記開口部は、平面視で相似形状を有する、請求項１乃至５のいずれか一項記載のプッシュスイッチの押圧機構。
7. 前記操作部材は、前記第１押圧部及び前記第２押圧部が押圧側の面に設けられた基部を有し、前記第１押圧部は、平面視で前記基部よりも小さい、請求項１乃至６のいずれか一項記載のプッシュスイッチの押圧機構。
8. 前記第１押圧部は、前記第２押圧部よりも前記可動接点部材側に突出している、請求項１乃至７のいずれか一項記載のプッシュスイッチの押圧機構。
9. 前記第２押圧部は、前記第１押圧部よりも平面視で外側に位置する、請求項１乃至８のいずれか一項記載のプッシュスイッチの押圧機構。
10. 押圧操作可能な操作部材と、
    ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね状の可動接点部材と、
    前記可動接点部材を収納する収納部と、前記収納部の内部に設けられる第１固定接点部材及び第２固定接点部材とを有するハウジングと
    を含むプッシュスイッチにおいて、
    前記可動接点部材は、前記第２固定接点部材に接触しており、
    前記操作部材は、前記開口部を通じて前記第１固定接点部材を押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を前記第１固定接点部材に対して押圧する第２押圧部とを有する、プッシュスイッチ。
11. 押圧操作可能な操作部材と、
    ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね部材と、
    前記板ばね部材によって押圧されると反転動作する板ばね状の可動接点部材と、
    前記板ばね部材及び前記可動接点部材を収納する収納部と、前記収納部の内部に設けられる第１固定接点部材及び第２固定接点部材とを有するハウジングと
    を含むプッシュスイッチにおいて、
    前記可動接点部材は、前記第２固定接点部材に接触しており、
    前記操作部材は、前記開口部を通じて前記可動接点部材を押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を前記可動接点部材に対して押圧することによって前記可動接点部材を前記第１固定接点部材に対して押圧する第２押圧部とを有する、プッシュスイッチ。
12. 前記操作部材は、押圧操作による押圧力が掛かる部位に設けられる凹部を有する、請求項１０又は１１記載のプッシュスイッチ。
13. 前記第２押圧部は、平面視で環状であり、前記第１押圧部は、平面視で前記環状の第２押圧部の内部に位置する、請求項１０乃至１２のいずれか一項記載のプッシュスイッチ。
14. 前記第２押圧部と前記開口部は、平面視で相似形状を有する、請求項１０乃至１３のいずれか一項記載のプッシュスイッチ。
15. 前記操作部材は、前記第１押圧部及び前記第２押圧部が押圧側の面に設けられた基部を有し、前記第１押圧部は、平面視で前記基部よりも小さい、請求項１０乃至１４のいずれか一項記載のプッシュスイッチ。
16. 前記第１押圧部は、前記第２押圧部よりも前記可動接点部材側に突出している、請求項１０乃至１５のいずれか一項記載のプッシュスイッチ。
17. 前記第２押圧部は、前記第１押圧部よりも平面視で外側に位置する、請求項１０乃至１６のいずれか一項記載のプッシュスイッチ。
18. 押圧操作可能な操作部材と、
    ドーム状に膨出したドーム部と、前記ドーム部の中央部分に設けられた開口部とを有し、前記操作部材によって押圧されることによる前記ドーム部の反転動作により前記操作部材に感触を発生させる板ばね部材と
    を含むプッシュスイッチの押圧機構において、
    前記操作部材は、前記開口部を通じて可動接点部材を固定接点部材に対して押圧する第１押圧部と、前記ドーム部を押圧する第２押圧部とを有し、
    前記押圧操作によって前記操作部材が押圧されると、前記第２押圧部が前記ドーム部の前記開口部の周りを押圧して前記ドーム部を反転動作させ、前記第１押圧部が前記開口部を通る、プッシュスイッチの押圧機構。

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