JP7487121B2 - 押釦スイッチ用部材 - Google Patents

Description

本発明は、押釦スイッチ用部材に関する。

従来から、車載機器、通信機器、オーディオ機器、家庭用電気機器等の多種多様な機器のスイッチとして、キートップ、ドーム部およびベース部を備える押釦スイッチ用部材を用いたものが知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。

図８は、従来から公知の押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための縦断面図を示す。

図８に示す押釦スイッチ用部材１００は、基板１１０上に配置され、基板１１０に向かう方向（図８の下方向）およびその逆方向（図８の上方向）に弾性的に往復可動な部材である。押釦スイッチ用部材１００は、キートップ１０１と、キートップ１０１から基板１１０側へ突出するプッシャー部１０２と、キートップ１０１の平面視にて径方向外側にスカート状に接続されるドーム部１０３と、ドーム部１０３の径方向外側に連接するベース部１０４と、を備える。押釦スイッチ用部材１００は、プッシャー部１０２の先端に、基板１１０上の固定接点１０８，１０８に対して接触と非接触とを可能とする可動接点１０７を備える。キートップ１０１、プッシャー部１０２、ドーム部１０３およびベース部１０４は、同一種類のゴム状弾性体からなる。

操作者がキートップ１０１をその上から押圧していくと、ドーム部１０３が弾性変形（座屈）し、可動接点１０７が固定接点１０８，１０８に接触して、固定接点１０８，１０８を導通させる。操作者がキートップ１０１の押圧を解除すると、ドーム部１０３は自身の弾性力により元の形状に戻るため、キートップ１０１、プッシャー部１０２および可動接点１０７は上昇し、押圧前の初期状態に戻る。押釦スイッチ用部材１００によれば、ドーム部１０３の弾性変形により操作者に良好なクリック感を付与することができる。

特開平１１－２３３９７３号公報 特開２０００－７６９５９号公報

近年、電子機器の高性能化により、押釦スイッチ用部材の使用頻度は高まり、押釦スイッチ用部材の繰り返し打鍵に対する長寿命化が求められている。しかしながら、このような押釦スイッチ用部材は、スイッチがオンになった後の急激な荷重の上昇を十分に抑えることが困難である。ドーム部はゴム状弾性体で形成されているため、スイッチがオンになった後もキートップへの加重が繰り返されると、プッシャー部とキートップとに生じる撓みにより薄いドーム部にストレスが加わる。この結果、ドーム部が破断してキートップの復帰不良が生じる虞がある。

本出願人に属する発明者は、本発明に先立ち、厚さ方向に窪む若しくは貫通する空間を備えたベース部と、当該空間内にて往復可動であってゴム状弾性体からなるキートップと、キートップの当該空間内への押圧とその解除によってキートップとともに当該空間内を往復可動な第１磁石と、第１磁石よりキートップの押圧方向と反対側に固定され、第１磁石と磁力を通じて引き合う第２磁石と、を備える押釦スイッチ用部材を開発した（本発明の時点において未公開）。当該押釦スイッチ用部材によれば、キートップを押圧する前は第１磁石と第２磁石とが磁力で吸着し、キートップを押圧すると磁力に反して第１磁石が第２磁石から引き離され、キートップの押圧を解除すると第１磁石と第２磁石とが引き合い、第１磁石が第２磁石の方向に移動して再び吸着する。よって、当該押釦スイッチ用部材によれば、従来の押釦スイッチ用部材（図８を参照）のようなドーム部を備えず、第１磁石と第２磁石との間の磁力によりスイッチのオンおよびオフの切り替えを可能とするため、ドーム部の破断によるキートップの復帰不良を抑制することができる。しかし、これをさらに改良して、第１磁石と第２磁石とが引き合う力を強め、押圧荷重を高めるとともに、クリック感をより良くすることが望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、キートップの復帰不良を抑制し、押圧荷重を高め、かつ操作性の良好な押釦スイッチ用部材を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するための一実施形態に係る押釦スイッチ用部材は、厚さ方向に窪む若しくは貫通する空間を備えたベース部と、前記空間内にて往復可動なキートップと、前記キートップに固定されていて、前記キートップの前記空間内への押圧と当該押圧の解除によって前記空間内を往復可動な第１磁石と、前記第１磁石よりも前記キートップを押圧する方向と逆側の先端方向において固定され、前記第１磁石と磁力を通じて引き合う第２磁石と、を備える押釦スイッチ用部材であって、前記キートップは、ゴム状弾性体と、当該ゴム状弾性体より硬い硬質部材と、を備え、前記第２磁石は、前記キートップの往復移動時において挿通可能な大きさの第１貫通孔を備え、前記硬質部材は、少なくとも前記キートップが前記第１貫通孔を往復移動する領域に備えられ、前記キートップが前記第１貫通孔の内壁に接しないだけの十分な硬さを有し、前記第１磁石は、前記第１貫通孔の外周領域にて前記第２磁石に吸着可能であって、前記キートップを押圧する前には、前記第１磁石と前記第２磁石とが磁力で吸着しており、前記キートップを前記空間内に向けて押圧すると、前記磁力に反して前記第１磁石を前記第２磁石から引き離し可能であり、前記キートップの押圧を解除すると、前記第１磁石と前記第２磁石とが引き合い、前記第１磁石が前記第２磁石の方向に移動して再び吸着可能である。
（２）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材では、好ましくは、前記キートップは、柱状の前記ゴム状弾性体と、柱状の前記硬質部材と、を前記キートップの押圧方向に積載して成っても良い。
（３）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材では、好ましくは、前記キートップは、筒状の前記硬質部材と、前記硬質部材に挿入されている前記ゴム状弾性体と、を備えても良い。
（４）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材では、好ましくは、前記第２磁石は、前記ベース部において前記キートップの押圧方向と逆側の先端方向に開口する開口部を跨ぐように、前記第２磁石の径方向における外周端部が前記ベース部に保持されても良い。
（５）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材は、好ましくは、前記第１磁石と前記第２磁石との間に配置され、前記キートップの往復移動時において挿通可能な大きさの第２貫通孔を有するプレートを備え、前記プレートは、前記開口部を跨ぐように、前記プレートの径方向における外周端部が前記ベース部に保持され、前記第２磁石は、前記径方向において前記第２貫通孔より大きくかつ前記開口部より小さい磁石であって、前記プレート上に保持されていても良い。
（６）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材では、好ましくは、前記第１磁石は、前記キートップの押圧方向の先端に固定されていても良い。
（７）別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材は、好ましくは、前記第１磁石または前記キートップにおける押圧方向側の面に固定される導電性の可動接点をさらに備え、前記可動接点よりも押圧方向に位置する別の接点に電気的に接続可能としていても良い。

本発明によれば、キートップの復帰不良を抑制し、押圧荷重を高め、かつ操作性の良好な押釦スイッチ用部材を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図を示す。 図２は、図１の平面図のＡ－Ａ線断面図を示す。 図３は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための図を示す。 図４は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線を示す。 図５は、第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。 図６は、第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。 図７は、第４実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。 図８は、従来から公知の押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための縦断面図を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素およびその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図を示す。図２は、図１の平面図のＡ－Ａ線断面図を示す。

（１）概略構成
第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材１は、厚さ方向（図２の上下方向）に窪む若しくは貫通する空間３２を備えたベース部３０と、空間３２内にて往復可動なキートップ１１と、キートップ１１に固定されていて、キートップ１１の空間３２内への押圧と当該押圧の解除によって空間３２内を往復可動な第１磁石１４と、第１磁石１４よりもキートップ１１を押圧する方向と逆側の先端方向（図２の上方向）において固定され、第１磁石１４と磁力を通じて引き合う第２磁石１５と、を備える。キートップ１１は、ゴム状弾性体１２と、ゴム状弾性体１２より硬い硬質部材１３とを備える。第２磁石１５は、キートップ１１の往復移動時において挿通可能な大きさの第１貫通孔１６を備える。硬質部材１３は、少なくともキートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域に備えられ、キートップ１１が第１貫通孔１６の内壁に接しないだけの十分な硬さを有する。第１磁石１４は、第１貫通孔１６の外周領域にて第２磁石１５に吸着可能である。押釦スイッチ用部材１は、好ましくは、第１磁石１４と第２磁石１５との間に配置されるプレート２０を備える。押釦スイッチ用部材１は、キートップ１１を押圧する前には、第１磁石１４と第２磁石１５とが磁力で吸着している（図３のａを参照）。キートップ１１を空間３２内に向けて押圧すると、押釦スイッチ用部材１は、磁力に反して第１磁石１４を第２磁石１５から引き離し可能である（図３のｃを参照）。そして、キートップ１１の押圧を解除すると、押釦スイッチ用部材１は、第１磁石１４と第２磁石１５とが引き合い、第１磁石１４が第２磁石１５の方向に移動して再び吸着可能である（図３のａを参照）。押釦スイッチ用部材１の使用例については、図３を用いて詳細を後述する。

この実施形態において、押釦スイッチ用部材１は、回路基板（以後、単に「基板」とも称する）５０上に配置され、キートップ１１から基板５０に向かう方向への押圧と当該押圧の解除によって、キートップ１１が押圧方向（図２の下方向）およびその逆方向（図２の上方向）に往復可動する部材である。押釦スイッチ用部材１は、好ましくは、第１磁石１４またはキートップ１１における押圧方向側（図２の下側）の面に固定される導電性の可動接点１７をさらに備える。この実施形態において、可動接点１７は、第１磁石１４における押圧方向側の面（すなわち、第２磁石１５と反対側の面）に備えられる。また、可動接点１７は、好ましくは、可動接点１７よりも押圧方向に位置する別の接点に電気的に接続可能としている。この実施形態において、可動接点１７は、基板５０上の当該可動接点１７に対向する位置に配置された２つの固定接点１８，１８に電気的に接続可能としている。なお、固定接点１８は、基板５０上に３つ以上備えられていても良い。

（１）ベース部
ベース部３０は、押圧および当該押圧の解除によりキートップ１１が往復移動する空間３２を備える部材である。ベース部３０において、空間３２は、キートップ１１の押圧方向と逆側の先端方向（図２の上方向）に開口する開口部３４を備える。この実施形態において、空間３２は、厚さ方向に貫通する空間である。すなわち、空間３２は、開口部３４から基板５０まで貫通する空間である。固定接点１８，１８は、好ましくは、基板５０上であって、かつ空間３２の内部に配置されている。この実施形態において、空間３２は、開口部３４を平面視にて略円形とする円筒形状の空間である。また、この実施形態において、ベース部３０は、中央部に空間３２を備える円筒形状の部材である。ただし、開口部３４は、少なくともキートップ１１および第１磁石１４が通過可能な形状であれば、その形状に制約はなく、例えば、平面視にて楕円形状、多角形状等であっても良い。また、空間３２は、その内部に固定接点１８，１８が配置可能であって、可動接点１７と固定接点１８，１８とが接触可能な形状であれば、筒形状以外の形状を有するものであっても良い。ベース部３０の形状もまた、円筒形状に制約されず、例えば、多角形筒形状等であっても良い。ベース部３０の径方向の大きさは、押釦スイッチ用部材１の取付場所等に応じて適宜設計可能であるが、例えば、直径１０～２０ｍｍが好ましい。また、空間３２（開口部３４）の径方向の大きさは、第１磁石１４および第２磁石１５の大きさに応じて適宜設計可能であるが、例えば、直径８～１５ｍｍが好ましい。

ベース部３０は、キートップ１１の押圧によりキートップ１１が基板５０側へ移動可能な距離（ストローク）を確保するためのものであり、ベース部３０の厚さ（図２の上下方向の長さ）に応じてストロークを調整することができる。この実施形態において、ベース部３０の厚さは、好ましくは、０．５～３０ｍｍ、より好ましくは、１～２ｍｍである。ただし、ベース部３０の厚さは、押釦スイッチ用部材１の用途等に応じて、適宜設計可能である。ベース部３０は、金属、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等の樹脂、ガラス、セラミックス、キートップ１１より高硬度のゴム状弾性体等により形成されることが好ましく、アルミニウムがより好ましい。

（２）キートップ
キートップ１１は、スイッチのオン、オフまたはその両方のときに、指やその他の押圧操作手段による基板５０の方向（図２の下方向）への押圧を受けて空間３２内を基板５０の方向に移動可能な部材である。また、キートップ１１は、当該押圧の解除を受けて空間３２内を基板５０の方向と逆方向（図２の上方向）に移動可能な部材である。キートップ１１は、押圧部、押釦部、頭部等と称されることもある。キートップ１１は、好ましくは、柱状のゴム状弾性体１２と、柱状の硬質部材１３とを、キートップ１１の押圧方向（図２の下方向）に積載して成る部材である。この実施形態において、キートップ１１は、円柱形状の硬質部材１３を円柱形状のゴム状弾性体１２の押圧方向側の面に積載して成る部材である。また、この実施形態において、硬質部材１３の径方向の大きさは、ゴム状弾性体１２の径方向の大きさより大きい。例えば、ゴム状弾性体１２は、直径２～４ｍｍが好ましく、硬質部材１３は、直径３～５ｍｍが好ましい。ただし、ゴム状弾性体１２および硬質部材１３の形状は特に制約されず、例えば、多角柱状であっても良い。また、硬質部材１３の径方向の大きさは、ゴム状弾性体１２の径方向の大きさと同一であっても良いし、ゴム状弾性体１２の径方向の大きさより小さくても良い。

ゴム状弾性体１２としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）あるいはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の熱硬化性エラストマー； ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を用いるのが好ましい。上記材料の候補の内では、特に、ゴム弾性や耐熱、耐寒性、圧縮永久歪に優れ、酸化防止剤や可塑剤、軟化剤を含まずブリード汚染の心配が殆どないシリコーンゴムが好ましい。また、ゴム状弾性体は、シリカ等のフィラーを含有していても良い。また、ゴム状弾性体１２は、その内部に孔を有する多孔体（発泡体とも称する）でも良い。

硬質部材１３は、ゴム状弾性体１２よりも高硬度であって、キートップ１１が第１貫通孔１６の内壁に接しないだけの十分な硬さを有する部材である。硬質部材１３としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属、あるいはセラミックス等を用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド樹脂等を用いるのが好ましい。熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂等を用いるのが好ましい。金属としては、アルミニウム、鉄、銅、銀、チタン等を用いるのが好ましい。上記材料の候補の内では、特に、アルミニウムが好ましい。また、硬質部材１３として、上述の金属の合金（ステンレス等）あるいは酸化物等を用いても良い。

（３）第１磁石
第１磁石１４は、好ましくは、キートップ１１（より具体的には、硬質部材１３）の押圧方向の先端に固定されていて、キートップ１１の往復移動に伴って空間３２内を往復可動な磁石である。第１磁石１４は、好ましくは、Ｎ極およびＳ極がその厚さ方向（図２の上下方向）の各側に着磁され、キートップ１１（硬質部材１３）の押圧方向の先端面に固定されている。第１磁石１４は、好ましくは、その径方向において第１貫通孔１６より大きく、かつ開口部３４より小さい磁石である。よって、第１磁石１４は、空間３２内を往復移動可能であり、かつ第１貫通孔１６の外周領域にて第２磁石１５に吸着可能である。この実施形態において、第１磁石１４は、その平面視形状を略円形とする磁石である。例えば、第１磁石１４は、直径８～１２ｍｍの平面視略円形状の磁石であることが好ましい。ただし、第１磁石１４の形状は、特に制約されず、例えば、略楕円形、略多角形等であっても良い。第１磁石１４は、ネオジム系、フェライト系、サマリウムコバルト系等の磁石が好ましく、ネオジム磁石がより好ましい。

（４）第２磁石
第２磁石１５は、第１磁石１４よりもキートップ１１の押圧方向と逆側の先端方向（図２の上方向）に固定され、プレート２０を介して第１磁石１４と磁力を通じて引き合うようにＮ極およびＳ極が着磁されている。第２磁石１５は、キートップ１１の往復移動において挿通可能な大きさの第１貫通孔１６を備える。第１貫通孔１６は、少なくともキートップ１１のうち硬質部材１３が挿通可能な大きさであることが好ましい。この実施形態において、第２磁石１５は、その平面視形状を略円形とする第１貫通孔１６を中央部に有する略円環状の磁石である。ただし、第２磁石１５の形状は、第１貫通孔１６を備え、第１磁石１４よりもキートップ１１の押圧方向と逆側の先端方向に固定可能な形状であれば、略円環形状以外の形状であっても良い。また、第１貫通孔１６は、キートップ１１の往復移動において硬質部材１３が挿通可能な大きさの貫通孔であれば、例えば、略楕円形、略多角形等、略円形以外の形状であっても良い。第２磁石１５は、好ましくは、その径方向において開口部３４より小さい磁石であって、プレート２０上に保持されている。例えば、第２磁石１５は、直径２～５ｍｍの第１貫通孔１６を備える直径８～１２ｍｍの平面視略円環状の磁石であることが好ましい。第２磁石１５は、ネオジム系、フェライト系、サマリウムコバルト系等の磁石が好ましく、ネオジム磁石がより好ましい。第２磁石１５は、第１磁石１４と同一種類の材料からなる磁石であっても良いし、異なる種類の材料からなる磁石であっても良い。第１磁石１４および第２磁石１５は、キートップ１１を最下点まで押し下げた位置からキートップ１１への押圧を解除した際に、互いに引き合う結果、第１磁石１４が第２磁石１５に向けて上昇可能なレベルの磁力を有していれば良い。

（５）プレート
プレート２０は、第１磁石１４と第２磁石１５との間に配置される部材である。プレート２０は、第２磁石１５を接着、嵌め込み等の手法で固定している。プレート２０は、好ましくは、開口部３４を跨ぐように、プレート２０の径方向における外周端部がベース部３０に保持される（図２を参照）。また、プレート２０は、キートップ１１の往復移動時において少なくとも硬質部材１３が挿通可能な大きさの第２貫通孔２２を有する。この実施形態において、プレート２０は、その平面視形状を略円形とする第２貫通孔２２を中央部に有する略円環状の部材である。例えば、プレート２０は、直径２～５ｍｍの第２貫通孔２２を備える直径１０～２０ｍｍの平面視略円環状の板であることが好ましい。ただし、プレート２０の形状は、第２貫通孔２２を備え、第１磁石１４と第２磁石１５との間に配置され、開口部３４を跨ぐようにベース部３０に保持される形状であれば、略円環形状以外の形状であっても良い。また、第２貫通孔２２は、キートップ１１の往復移動において少なくとも硬質部材１３が挿通可能な大きさの貫通孔であれば、例えば、略楕円形、略多角形等、略円形以外の形状であっても良い。プレート２０は、第１磁石１４と第２磁石１５との間の磁力を遮断しないシート状部材である。すなわち、プレート２０は、第１磁石１４と第２磁石１５とがプレート２０を介して磁力を通じて引き合うことが可能なシート状部材である。プレート２０は、その構成材料を問わないが、例えば、ポリエステル系、ポリプロピレン系、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹脂系、ガラス繊維含浸エポキシ樹脂、アクリル系のシートが好ましく、ポリカーボネートのシートがより好ましい。プレート２０の厚さは、０．１ｍｍ～３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍ～２ｍｍがより好ましい。

（６）可動接点
可動接点１７は、可動接点１７よりも押圧方向（図２の下方向）に位置する別の接点に接触してスイッチをオンまたはオフさせる部材である。この実施形態において、可動接点１７は、第１磁石１４における押圧方向側の面に接着され、キートップ１１の往復移動に伴って基板５０上の固定接点１８，１８に対して接触と非接触とを可能とする部材である。可動接点１７は、好ましくは、金属や導電性のゴム状弾性体等の導電性を有する材料から構成される。可動接点１７の形状は、固定接点１８，１８に対して接触と非接触とを可能とする形状であれば、特に制約されない。なお、可動接点１７は、押釦スイッチ用部材１にとって必須の部材ではない。例えば、キートップ１１の直下にメタルドームを配置して、キートップ１１の先端がメタルドームを押下し、メタルドームの直下に配置された固定接点１８，１８を導通させるようにしても良い。以後の各実施形態においても同様である。

硬質部材１３は、少なくともキートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域に備えられる。言い換えれば、硬質部材１３は、キートップ１１の押圧方向の移動に伴って可動接点１７が固定接点１８，１８と接触した状態（図３のｃを参照）において、キートップ１１のうち少なくとも空間３２、第１貫通孔１６、および第２貫通孔２２内に配置される領域に備えられる。具体的には、硬質部材１３は、キートップ１１の厚さ方向（図２の上下方向）において、キートップ１１の押圧方向側端部（キートップ１１の下端）から、少なくともキートップ１１のストローク長Ｌ１と第２磁石１５の厚さＬ２とプレート２０の厚さＬ３とを加算した長さＬ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の領域に備えられる（図２を参照）。ゴム状弾性体１２は、指やその他の押圧操作手段による押圧を受けると、弾性変形してキートップ１１の径方向に膨張する。キートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域にゴム状弾性体１２が備えられている場合、当該弾性変形した状態のゴム状弾性体１２が第１貫通孔１６を往復移動するため、第１貫通孔１６は、少なくとも当該弾性変形により膨張したゴム状弾性体１２が挿通可能な大きさの貫通孔とする必要がある。しかしながら、押釦スイッチ用部材１は、少なくともキートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域に、第１貫通孔１６の内壁に接しないだけの十分な硬さを有する硬質部材１３を備えている。このため、第１貫通孔１６は、ゴム状弾性体１２の弾性変形を考慮せず、少なくとも硬質部材１３が挿通可能な大きさの貫通孔であればよい。よって、押釦スイッチ用部材１は、キートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域にゴム状弾性体１２が備えられている場合に比べて、第１貫通孔１６を小さく形成することが可能となるため、第２磁石１５のうち第１磁石１４と着磁可能な領域を大きく形成することができる。この結果、押圧荷重を高めることができる。

次に、押釦スイッチ用部材１の使用例について説明する。

図３は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための図を示す。図４は、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線を示す。なお、図４は、操作者がキートップ１１を押圧することにより可動接点１７が固定接点１８，１８に接触してから、さらに操作者がキートップ１１を押し込み、その後操作者が当該押し込みを解除するまでの往復の変位（ストローク）と荷重との関係を示す曲線である。図４において、実線で示す曲線は、操作者がキートップ１１を押圧する押下げ時のストロークと荷重との関係を示す曲線であり、点線で示す曲線は、操作者がキートップ１１への押圧を解除する押上げ時のストロークと荷重との関係を示す曲線である。

キートップ１１が押圧されていない無荷重状態においては、可動接点１７と固定接点１８，１８とは非接触状態を維持している（図３のａおよび図４の点Ａを参照）。この無荷重状態において、第１磁石１４は、第１貫通孔１６の外周領域にて第２磁石１５に磁力を通じて吸着している。操作者がキートップ１１を押圧していくと、ゴム状弾性体１２の弾性変形によりストロークの増大とともに荷重は増加していく（図３のｂおよび図４の矢印１を参照）。このとき、硬質部材１３は、ゴム状弾性体１２に比べて弾性変形が小さく、第１貫通孔１６の内壁に接しない。押釦スイッチ用部材１は、荷重がピーク荷重に達するまで、ゴム状弾性体１２の弾性変形に伴ってストロークおよび荷重が増加していく。ピーク荷重とは、キートップ１１の押圧により第１磁石１４を第２磁石１５から引き離させるのに必要な最大荷重である。図４に示す点Ｂは、ピーク荷重を示すピーク荷重点である。荷重がピーク荷重に達すると、第１磁石１４が第２磁石１５との吸着力に反して第２磁石１５から引き離されて荷重が低下する（図４の矢印２を参照）。

キートップ１１の押圧に伴って第１磁石１４が基板５０側へ移動すると、第１磁石１４の押圧方向側の面に固定された可動接点１７と基板５０上の２つの固定接点１８，１８とが接触する（図３のｃおよび図４の点Ｃを参照）。図４に示す点Ｃは、可動接点１７が固定接点１８，１８に接触した点である。この接触により、一方の固定接点１８から可動接点１７を通じて他方の固定接点１８へと通電経路が形成されるため、スイッチがオン（若しくはオフ）となる。可動接点１７と固定接点１８，１８の接触後も操作者がキートップ１１を押圧すると、ゴム状弾性体１２がさらに弾性変形して膨張することにより荷重が再び増加する（図３のｄおよび図４の矢印３を参照）。このとき、硬質部材１３は、ゴム状弾性体１２に比べて弾性変形が小さく、第１貫通孔１６の内壁に接しない。

操作者がキートップ１１への押圧を解除すると、弾性変形していたゴム状弾性体１２は自身の復元力によって元の形状に戻ろうとし、荷重が低下する（図３のｃおよび図４の矢印４を参照）。図４に示す点Ｄは、キートップ１１への押圧が解除された点である。その後、第１磁石１４と第２磁石１５とが磁力により引き合うことにより第１磁石１４が第２磁石１５の方向に移動して再び吸着し、弾性変形していたゴム状弾性体１２が初期状態である無荷重状態に戻る（図３のｂ，ａおよび図４の矢印５，６を参照）。

この実施形態に係る押釦スイッチ用部材１では、従来の押釦スイッチ用部材（図８を参照）のようなスカート状のドーム部を備えず、第１磁石１４と第２磁石１５との間の磁力によりスイッチのオンおよびオフの切り替えを可能とする。このため、ドーム部の破断によるキートップの復帰不良を抑制することができる。特に、押釦スイッチ用部材１は、第１磁石１４と第２磁石１５との間の磁力によりスイッチのオンおよびオフの切り替えを行うため、長期的な使用に伴う材料の劣化を低減し、長期にわたり安定した操作性を提供することができる。また、押釦スイッチ用部材１は、操作者がキートップ１１を押圧することによりゴム状弾性体１２をその長さ方向に変形させながら、第１磁石１４および第２磁石１５によりスイッチのオンおよびオフを切り替えることができ、この結果、操作者に良好な押圧感を提供することができる。また、押釦スイッチ用部材１は、少なくともキートップ１１が第１貫通孔１６を往復移動する領域に硬質部材１３を備えるため、当該領域にゴム状弾性体１２が備えられている場合に比べて、第１貫通孔１６を小さく形成することが可能となる。よって、押釦スイッチ用部材１は、第２磁石１５のうち第１磁石１４と着磁可能な領域をより大きく形成することができ、押圧荷重を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図５は、第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。

第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ａは、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材１と類似の構造を有するが、プレート２０を備えず、かつ第２磁石１５に代えて第２磁石１５ａを備える点において、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材１と異なる。

第２磁石１５ａは、第１磁石１４よりもキートップ１１の押圧方向と逆側の先端方向（図５の上方向）に固定されている。第２磁石１５ａは、第１磁石１４と磁力を通じて引き合うようにＮ極およびＳ極が着磁されている。第２磁石１５ａは、好ましくは、開口部３４を跨ぐように、第２磁石１５ａの径方向における外周端部がベース部３０に保持される（図５を参照）。第２磁石１５ａは、好ましくは、ベース部材３０の上面に固定されている。第２磁石１５ａは、第２磁石１５と同様に、キートップ１１の往復移動において少なくとも硬質部材１３が挿通可能な大きさの第１貫通孔１６を備える。例えば、第２磁石１５ａは、直径２～５ｍｍの第１貫通孔１６を備える直径１０～２０ｍｍの平面視略円環状の磁石であることが好ましい。第２磁石１５ａの材料および形状については、第２磁石１５と同様のため、詳細な説明を省略する。この実施形態において、硬質部材１３は、キートップ１１の厚さ方向（図５の上下方向）において、キートップ１１の押圧方向側端部（キートップ１１の下端）から、少なくともキートップ１１のストローク長Ｌ１と第２磁石１５の厚さＬ２とを加算した長さＬａ（Ｌ１＋Ｌ２）の領域に備えられることが好ましい（図５を参照）。このように構成された押釦スイッチ用部材１ａもまた、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図６は、第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。

第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ｂは、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材１と類似の構造を有するが、キートップ１１に代えてキートップ１１ａを備える点において、第１実施形態に係る押釦スイッチ用部材１と異なる。

キートップ１１ａは、好ましくは、有底筒状の硬質部材１３ａと、硬質部材１３ａに挿入されている柱状のゴム状弾性体１２ａと、を備える。この実施形態において、キートップ１１ａは、有底円筒状の硬質部材１３ａに円柱形状のゴム状弾性体１２ａが挿入されて成る部材である。ただし、ゴム状弾性体１２ａおよび硬質部材１３ａの形状は特に制約されず、例えば、多角柱状および多角筒状であっても良い。硬質部材１３ａは、好ましくは、少なくともキートップ１１ａが第１貫通孔１６を往復移動する領域に備えられる。すなわち、硬質部材１３ａは、硬質部材１３と同様に、キートップ１１ａの厚さ方向（図６の上下方向）において、キートップ１１ａの押圧方向側端部（キートップ１１ａの下端）から、少なくともキートップ１１ａのストローク長Ｌ１と第２磁石１５の厚さＬ２とプレート２０の厚さＬ３とを加算した長さＬｂ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の領域に備えられることが好ましい（図６を参照）。ただし、硬質部材１３ａは、キートップ１１ａの厚さ方向において、キートップ１１ａの押圧方向側端部から長さＬｂ以上の領域であれば特に制約されず、例えば、ゴム状弾性体１２ａが露出しないようにゴム状弾性体１２ａの外周を全て囲うように備えられていても良い。ゴム状弾性体１２ａおよび硬質部材１３ａの材料については、ゴム状弾性体１２および硬質部材１３と同様のため、詳細な説明を省略する。なお、ゴム状弾性体１２ａは、硬質部材１３ａの内壁に向かって膨張しにくくするため、内部に空孔を多く備えた多孔体である方が好ましい。このように構成された押釦スイッチ用部材１ｂもまた、先述の各実施形態と同様の効果を奏する。押釦スイッチ用部材１ｂは、第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ａと同様に、プレート２０を備えていなくても良い。この場合、押釦スイッチ用部材１ｂは、押釦スイッチ用部材１ａと同様に、第２磁石１５に代えて第２磁石１５ａを備えていれば良い。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図７は、第４実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図２と同視の縦断面図を示す。

第４実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ｃは、第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ｂと類似の構造を有するが、キートップ１１ａに代えてキートップ１１ｂを備える点において、第３実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ａと異なる。

キートップ１１ｂは、好ましくは、厚さ方向（図７の上下方向）に貫通する筒状の硬質部材１３ｂと、硬質部材１３ｂに挿入されている柱状のゴム状弾性体１２ｂと、を備える。すなわち、キートップ１１ｂは、硬質部材１３ｂが有底形状でない点において、キートップ１１ａと異なる。この実施形態において、キートップ１１ｂは、円筒状の硬質部材１３ｂに円柱形状のゴム状弾性体１２ｂが挿入されて成る部材である。ただし、ゴム状弾性体１２ｂおよび硬質部材１３ｂの形状は特に制約されず、例えば、多角柱状および多角筒状であっても良い。硬質部材１３ｂは、好ましくは、少なくともキートップ１１ｂが第１貫通孔１６を往復移動する領域に備えられる。すなわち、硬質部材１３ｂは、硬質部材１３ａと同様に、キートップ１１の厚さ方向（図７の上下方向）において、キートップ１１ｂの押圧方向側端部（キートップ１１ｂの下端）から、少なくともキートップ１１ｂのストローク長Ｌ１と第２磁石１５の厚さＬ２とプレート２０の厚さＬ３とを加算した長さＬｃ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の領域に備えられることが好ましい（図７を参照）。ただし、硬質部材１３ｂは、キートップ１１ｂの厚さ方向において、キートップ１１ｂの押圧方向側端部から長さＬｃ以上の領域であれば特に制約されず、例えば、ゴム状弾性体１２ｂが露出しないようにゴム状弾性体１２ｂの外周を全て囲うように備えられていても良い。ゴム状弾性体１２ｂおよび硬質部材１３ｂの材料については、ゴム状弾性体１２，１２ａおよび硬質部材１３，１３ａと同様のため、詳細な説明を省略する。ゴム状弾性体１２ｂは、第３実施形態と同様に、多孔体である方が好ましい。このように構成された押釦スイッチ用部材１ｃもまた、先述の各実施形態と同様の効果を奏する。押釦スイッチ用部材１ｃは、第２実施形態に係る押釦スイッチ用部材１ａと同様に、プレート２０を備えていなくても良い。この場合、押釦スイッチ用部材１ｃは、押釦スイッチ用部材１ａと同様に、第２磁石１５に代えて第２磁石１５ａを備えていれば良い。

（その他の実施形態）
上述のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。

先述の各実施形態において、第１磁石１４は、キートップ１１，１１ａ，１１ｂの押圧方向の先端（先端面）に固定されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１磁石１４は、当該先端面ではなく、キートップ１１，１１ａ，１１ｂのうち第２磁石１５，１５ａより当該押圧方向の先端側の所定位置に固定されていても良い。この場合、第１磁石１４は、キートップ１１，１１ａ，１１ｂの外周を囲う略円環状の磁石であって、第１貫通孔１６の外周領域にて第２磁石１５，１５ａに吸着可能であることが好ましい。また、この場合、可動接点１７は、キートップ１１，１１ａ，１１ｂの押圧方向の先端面に固定されていることが好ましい。

また、ベース部３０は、基板５０上に設けられていなくても良い。また、ベース部３０の空間３２は、厚さ方向に貫通する筒形状の空間に限定されず、例えば、開口部３４を有する一端開放型のカップ形状であっても良い。この場合、固定接点１８，１８は、当該カップ形状の空間３２の底部に設けられていることが好ましい。

本発明は、例えば、自動車、車載用電子機器、携帯通信機器、パーソナルコンピューター、カメラ、家庭用オーディオ機器、家庭用電化製品等の押圧式のキーを備える各種機器に用いるための押釦スイッチを構成するために利用可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・・押釦スイッチ用部材、１１，１１ａ，１１ｂ・・・キートップ、１２，１２ａ，１２ｂ・・・ゴム状弾性体、１３，１３ａ，１３ｂ・・・硬質部材、１４・・・第１磁石、１５，１５ａ・・・第２磁石、１６・・・第１貫通孔、１７・・・可動接点、１８・・・固定接点（別の接点の一例）、２０・・・プレート、２２・・・第２貫通孔、３０・・・ベース部、３２・・・空間、３４・・・開口部。

Claims (6)

1. 厚さ方向に窪む若しくは貫通する空間を備えたベース部と、
   前記空間内にて往復可動なキートップと、
   前記キートップに固定されていて、前記キートップの前記空間内への押圧と当該押圧の解除によって前記空間内を往復可動な第１磁石と、
   前記第１磁石よりも前記キートップを押圧する方向と逆側の先端方向において固定され、前記第１磁石と磁力を通じて引き合う第２磁石と、
   を備える押釦スイッチ用部材であって、
   前記キートップは、ゴム状弾性体と、当該ゴム状弾性体より硬い筒状の硬質部材とを備え、
   前記ゴム状弾性体は、前記硬質部材に挿入されており、
   前記第２磁石は、前記キートップの往復移動時において挿通可能な大きさの第１貫通孔を備え、
   前記硬質部材は、少なくとも前記キートップが前記第１貫通孔を往復移動する領域に備えられ、前記キートップが前記第１貫通孔の内壁に接しないだけの十分な硬さを有し、
   前記第１磁石は、前記第１貫通孔の外周領域にて前記第２磁石に吸着可能であって、
   前記キートップを押圧する前には、前記第１磁石と前記第２磁石とが磁力で吸着しており、
   前記キートップを前記空間内に向けて押圧すると、前記磁力に反して前記第１磁石を前記第２磁石から引き離し可能であり、
   前記キートップの押圧を解除すると、前記第１磁石と前記第２磁石とが引き合い、前記第１磁石が前記第２磁石の方向に移動して再び吸着可能であることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
2. 厚さ方向に窪む若しくは貫通する空間を備えたベース部と、
   前記空間内にて往復可動なキートップと、
   前記キートップに固定されていて、前記キートップの前記空間内への押圧と当該押圧の解除によって前記空間内を往復可動な第１磁石と、
   前記第１磁石よりも前記キートップを押圧する方向と逆側の先端方向において固定され、前記第１磁石と磁力を通じて引き合う第２磁石と、
   を備える押釦スイッチ用部材であって、
   前記キートップは、ゴム状弾性体と、当該ゴム状弾性体より硬い硬質部材とを備え、かつ柱状の前記ゴム状弾性体と、柱状の前記硬質部材と、を前記キートップの押圧方向に積載して成り、
   前記ゴム状弾性体は、前記第１磁石と前記第２磁石とが磁力で吸着している間、前記キートップの押圧に伴って弾性変形して前記キートップの径方向に膨張し、
   前記第２磁石は、前記キートップの往復移動時において挿通可能な大きさの第１貫通孔を備え、
   前記硬質部材は、少なくとも前記キートップが前記第１貫通孔を往復移動する領域に備えられ、前記キートップが前記第１貫通孔の内壁に接しないだけの十分な硬さを有し、
   前記第１磁石は、前記第１貫通孔の外周領域にて前記第２磁石に吸着可能であって、
   前記キートップを押圧する前には、前記第１磁石と前記第２磁石とが磁力で吸着しており、
   前記キートップを前記空間内に向けて押圧すると、前記磁力に反して前記第１磁石を前記第２磁石から引き離し可能であり、
   前記キートップの押圧を解除すると、前記第１磁石と前記第２磁石とが引き合い、前記第１磁石が前記第２磁石の方向に移動して再び吸着可能であることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
3. 前記第２磁石は、前記ベース部において前記キートップの押圧方向と逆側の先端方向に開口する開口部を跨ぐように、前記第２磁石の径方向における外周端部が前記ベース部に保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の押釦スイッチ用部材。
4. 前記第１磁石と前記第２磁石との間に配置され、前記キートップの往復移動時において挿通可能な大きさの第２貫通孔を有するプレートを備え、
   前記プレートは、前記ベース部において前記キートップの押圧方向と逆側の先端方向に開口する開口部を跨ぐように、前記プレートの径方向における外周端部が前記ベース部に保持され、
   前記第２磁石は、前記径方向において前記第２貫通孔より大きくかつ前記開口部より小さい磁石であって、前記プレート上に保持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の押釦スイッチ用部材。
5. 前記第１磁石は、前記キートップの押圧方向の先端に固定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の押釦スイッチ用部材。
6. 前記第１磁石または前記キートップにおける押圧方向側の面に固定される導電性の可動接点をさらに備え、前記可動接点よりも押圧方向に位置する別の接点に電気的に接続可能としていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の押釦スイッチ用部材。

Images