JPH03208217A - 押しボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば電子式卓上計算機などの電子機器に操
作人力スイッチとして使用される押しボタンスイッチに
関するものである。

［従来の技術］ 従来の電子式卓上計算機（以下、電卓と略す）のキーボ
ードに採用されている押しボタンスイッチ（キースイッ
チ）の構造例を第６図（Ａ）の断面図に示す。この構造
はスイッチの操作性を重視してキーストロークを比較的
長く取る場合に採用されでいる。

第６図（Ａ）において符号４はプリント回路基板であり
、その上面に押しボタンスイッチの固定接点４１、４１
が設けられている。　プリント回路基板４上には中空の
ドーム部３４を有したシリコンゴム等よりなる弾性変形
体３が設けらπ貰る。ドーム部３４は固定接点４１上に
臨み、ドーム部３４の内側天井部に形成された凸部３５
の下端部に固着された可動接点３１が固定接点４１、４
ｌと正対する配置にされている。

そしてドーム部３４上に可動接点３ｌを変位させるため
の操作部材であるキーステム１が配置される。キーステ
ム１は電卓のフレーム２に形成された筒状のガイド２０
中に上下方向に摺動可能に嵌合されており、ドーム部３
４の弾性力により方向に付勢されている。キーステム１
の上端部１はキーステム１とともに揉作部材を構成する
押ボタンであるキートップ５が固着されている。

このような構成の下に、キートツブ５を押下ることによ
り，キーステム１がドーム部３４を弓性変形させて下降
し、第６図（Ｂ）に示すよう番キーステム１下端部に形
成されたフランジ】６ζ外周下側に形成されたリブＩ．
　６　ｄが弾性変形ｔ３のベース部３２に当接して規制
される下方のｆ動限（以下、下死，屯という）まで下降
する。こ０時に可動接点３ｌが固定接点４１．４１に圧
＋１し、両者を短絡することにより電気的なキー人ノが
行なわれるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記の従来の構成では、キートッフ５が強い力
で高速に打鍵された場合、リフ１６ｄが急激にベース部
３２に衝突する為、大きく不快な衝突Ｅｆを生じる。

またキーステム】が第６図（Ｂ）の下死，点位遣に達し
たときに操作者が即座に指をキー　トツブ５から離すと
、ドーム部３４の弾性変形により蓄積された復帰エネル
ギーによってキー又テムｌが急速に上昇し、第６図（Ａ
）に示すようにフランジｌ６がガイド２０に形成された
ストツバ部２２に当接して規制される上方の移動限（以
下、上死点という）の位置へ戻るが、この時にフランジ
１６がストッパ部２２に当接する衝撃により同様に大き
く不快な衝突音が生じる． ここで電卓を含む事務用の電子＃Ｉ器ではオフィスで使
用されるため、特に働き易いオフィス環境の整備という
観点から低騒音化に努力が払われてるり、上記のような
スイッチ操作時の騒音は大きな問題となる。

また上記の構成ではベース部３２は薄いゴムであり、そ
の下面に硬質の紙フェノール材、ガラスエポキシ材等か
らなるプリント回路基板４が接しているため，スイッチ
操作時にキーステムｌのリブ１６ｄがベース部３２へ衝
突した後に跳ね返り、可動接点３１と固定接点４１、４
１の接触圧がゆるむ。その結果、キー人力信号にチヤタ
リングやバウンシングが生じ誤入力の原因となるという
問題があった。

そこで本発明の課題は、この種の押しボタンスイッチに
おいて簡単で安価に実施できる構造により低騒音化が図
れるとともに、チヤタリング，バウンシングを防止でき
るようにすることにある。

［課題を解決するための千段］ 上記の課題を解決するため本発明によれば，可動接点を
変位させるための操作部材がストツバ部材と当接して規
制される所定ストローク内で押圧揉作方向とその逆の復
帰方向に可動に設けられ，前記復帰方向に弾性的に付勢
される押しボタンスイッチにおいて、前記操作部材に弾
性的な腕が一体成形され、操作部材が前記操作方向また
は復帰方向の移動限まで移動されるときに前記腕が前記
ストツバ部材に当接し弾性変形することにより、操作部
材かストツバ部材に当接する衝撃が緩衝されるように構
成した。

［作　用］ このような構成によれば、押しボタンスイッチの操作部
材がその操作方向または復帰方向の移動限まで移動され
るときに操作部材の弾性的な腕がストッパ部材に当接し
弾性変形することにより、操作部材がストッパ部材に当
接する衝撃が緩衝されるので、前記衝撃による騒音を低
減できる。また前記の緩衝により操作時の操作部材の跳
ね返りを抑えることができる。

［実施例］ 以下、図を参照して本発明の実施例の詳細を説明する。

なお実施例の各図において従来例の第６図（Ａ）、（Ｂ
）中と共通ないし相当する部分には共通の符号が付して
ある。

第１実施例 第１図は本発明の第１実施例による押しボタンスイッチ
の分解斜視図であり、第２図（Ａ）は同スイッチの組み
立てた状態の断面図である。同スイッチは例えば電卓の
キーボードのキースイッチとして用いられる。両図に示
すように、可動接点３ｌを変位させる操作部材であるキ
ーステム１、このキーステム１の上端部に固着される押
しボタンのキートップ５，及び可動接点３１を弾性的に
可動に支持したゴムからなる弾性変形体３から押しボタ
ンスイッチが構成される。電卓のフレーム２に形成され
たガイド２０に対して押しボタンスイッチのキーステム
ｌが上下方向、即ち押圧操作方向とその逆方向の復帰方
向に所定ストローク内で摺動可能に嵌合される。また弾
性変形体３は固定接点４１、４１が設けられたプリント
回路基板４　１に配置される。以下に各部材の詳細を説
明する。

第１図に示すキーステム１は全体が高分子材料から一体
成形されており、キーステム１の本体部分は円柱形の軸
部ｌ４として形成されている。軸部１４の上端部にはキ
ートップ５を圧入固定する為の断面が十形の嵌合部ｌ５
が突設されている。

また軸部ｌ４の下端部には軸部ｌ４より径の大きな円板
状のフランジ】６が一体に形成されている。

フランジ１６には弾性を有する３本の腕１６ａが３つの
溝１６ｂによってフランジｌ６の円周方向に延びて形成
されており、各腕１６ａの先端部下面にはポス１６ｃが
下方へ突出して形成されている。さらに腕１６ａの先端
上面には半球形の小さな突起１６ｆ（第２図（Ａ）参照
）がポス１６Ｃと対向する位置に形成されている。

またフランジｌ６の下面外周部において腕１６ａの付け
根に連続する部分にはリブ１６ｄが下方に突出して形成
されている．リプ１６ｄの高さはポス１６ｃより少し低
くなっている。

さらにキーステム１の下端の中央にはフランジ１６の下
面１６ｅより下方へ突出した突起ｌ７が突設されている
。この突起１７は後述するキー人力時に弾性変形体３の
ドーム部３４を押下する。

なおキーステム１は全体が高分子材料の樹脂から一体成
形されるが、その材質は摺動性，耐摩耗性、弾性等の特
性とモールド成形性を考慮する必要があり、ＲＯＭ　（
ポリアセタール樹脂）ないしはＰＣ（ポリカーポネート
樹脂）が最適である６次に、フレーム２のガイド２０は
上端部がキートツブ５に対応した矩形で、それ以下の部
分が円筒形の筒状に形成されており、円筒部の上部は下
部より径が小さくなっており、キーステムｌのフランジ
１６が当接してキーステムｌの上死点位置を規制するた
めのストッパ部２２となっている。

このようなガイド２０内にキーステムｌの軸部１４が下
方から挿入され、上下方向に摺動可能に嵌合される。そ
してこの嵌合後に軸部１４の嵌合部１５にキートップ５
が圧人，固定される。キートップ５の下面には嵌合部１
５に対応する形状の溝５１が形成されており、この溝５
１にキーステム１の嵌合部１５が圧入される．こうした
状態ではキートップ５がガイド２０の矩形部分の上面に
当接することによりキーステム１の下方への抜け止めが
なされ、フランジ１６がガイド２０のストツバ部２２の
下面に当接することによりキースデム１の上方への抜け
止めがなされる。このようにしてキーステムｌがキート
ップ５とともにフレーム２のガイド２０に取り付けられ
る。

次に弾性変形体３は従来例と同様で，平坦なベース部３
２に連続して中空のドーム部３４が突出して形成されて
おり、ドーム部３４内側の天井部には凸部３５が形成さ
れ、その下端には可動接点３Ｉが固着されている。また
ドーム部３４上面の天井部には環状突起３３が形成され
ている。

そして弾性変形体３は第２図（Ａ）に示すように固定接
点４Ｉ、４Ｉが設けられたプリント回路基板４上面に固
定され、可動接点３ｌが固定接点４１、４１と正対し、
且つドーム部３４の頂上部がキーステムｉの突起１７と
正対するように配置される。さらに環状突起３３がキー
ステムｌのフランジ１６の下面１６ｅに当接し、ドーム
部３４の弾性力によってキーステム１が上方向へ付勢さ
れるようになっている。

なお第２図（Ａ）に示すように押しボタンスイッチが組
み立てられた状態ではフレーム２のガイド２０が弾性変
形体３のドーム部３４を収容する配置とされ、ガイド２
０の下端部がベース部３２に当接し、弾性変形体３がガ
イド２０とプリント回路基板４の間に挟持される。また
弾性変形体３のベース部３２は後述のようにキーステム
１のリブ１６ｄが当接してキーステム１の下死点位置を
規制するストッパの役割を果たす。

次に上記構成からなる押しボタンスイッチの操作時の動
作について第２図（Ａ）〜（Ｅ）により説明する６ まず第２図（Ａ）は押しボタンスイッチの操作前の初期
状態を示している。この状態ではキースデムｌは弾性変
形体３のドーム部３４に押し上げられ、フランジｌ６の
腕１６ａ先端部上面の小突起１６ｆがフレーム２のスト
ッパ部２２下面に当接する上死点の位置で停止している
。そしてドム部３４上面の環状突起３３によってキース
テム１に上方への初期圧力が加えられており、その反力
により腕１６ａは若干下方へ撓んだ状態にある。Ｒｉｉ
記の初期圧力は押しボタンスイッチ非操作時におけるキ
ーステム１のふらつきを防止し、操作者が指をキートツ
ブ５の上面に載せて休止させてもキーステム１が下降し
ないように１０〜３０ｇの静圧に設定するのが好ましい
。

このような第２図（Ａ）の初期状態から操作者が指でキ
ートップ５を押下すると、第２図（Ｂ）に示すようにキ
ーステム１が環状突起３３を押し下げ、ドーム部３４を
弾性変形させてガイド２０に案内されて下降する６これ
に伴って可動接点３ｌが下降し、固定接点４ｌ、４１に
当接して両者を短絡することにより、キー人力が行なわ
れる。

但し第２図（Ｂ）の状態では、キーステム１の腕１６ａ
のポス１６ｃ及びリブ１６ｄは弾性変形体３のベース部
３２の上面に当接しでおらず、キーステムＩはさらに下
降する余裕を持っている。

そして第２図（Ｂ）の状態から更にキートツブ５を押下
すると、キーステムｌが可動接点３１と固定接点４ｌの
接触圧力を徐々に高めながら更に下降し、第２図（Ｃ）
のようにキーステム１のポス１６ｃがベース部３２に当
接し、その反力で腕１６ａが撓み始める。このように腕
１６ａがたわむため、キートップ５が強い力で押下され
てキーステム１が急激に下降した場合でもキーステム１
の運動エネルギーが吸収される。

従って，キーステムｌが更に第２図（Ｄ）のように下降
して突起ｌ７がドーム部３４の上面中央部３４ａに当接
した時にも、当接の衝撃が腕１６ａのたわみにより緩和
され、可動接点３１部の損傷を少なくできる。なお第２
図（Ｄ）の状態では突起Ｉ７が直接的に可動接点３１の
上部を押圧するため、第２図（Ｂ）のように環状突起３
３を介して押圧する状態と比べて可動接点３１と固定接
点４ｌの接触圧力が高まり、電気的な接触抵抗が下がり
、安定したキー人力状態が得られる。

さらに第２図（Ｄ）の状態ではキーステム１のリブ１６
ｄがまだ弾性変形体３のベース部３２に当接しておらず
，キーステム１は押下が続けば第２図（Ｅ）に示すよう
にリブ１６ｄがベース部３２に当接する下死点の位置ま
で下降する。この間の下降ストロークで更に腕１６ａが
弾性変形し、衝撃緩和作用が増加する。このためキース
テム１が下死点に到達し、リブ１６ｄがベース部３２に
衝突した時にその衝撃が緩和され、衝突によって発生す
る騒音が低減されることになる。またこの緩衝により，
キーステム１を跳ね返らせるプリント回路基板４側の反
発力も低減され，キステム１の跳ね返りによるチヤタリ
ング、バウンシングを防止できる。

次に第２図（Ｅ）の状態から操作者が指をキートップ５
から即座に離した場合には、ドーム部３４の弾性変形に
より蓄えられていた復帰エネルギーによりキーステム１
が急速に押し上げられ、上記と逆の動作で第２図（Ａ）
の上死点の位置に戻る。この際に上死点直前で腕１６ａ
先端部上面の突起１６ｆがガイド２０のストッパ部２２
に当接する。ここで突起１６ｆはほぼ半球形であるので
ストッパ部２２と点接触で当接し、且つ当接した時の反
力で腕１６ａが撓み衝撃が吸収、緩和される。このため
突起１．　６　ｆがス｝・ツバ部２２に衝突したときに
発生する衝撃音は小さく抑えられる。

以上のようにして本実施例の押しボタンスイッチによれ
ば弾性的な腕１６ａで緩衝を行なうことにより、操作時
に発生する騒音を低減できると共にチヤタリング、バウ
ンシングを防止できる．また本実施例の構造によれば、
腕１６ａはキーステム１に一体成形されるので、別に独
立した緩衝部材を設ける場合に比べて部品点数が増加す
ることちなくスイッチの組立工数６増加することもなく
、安価に実施できる。さらに本実施例によればキートツ
ブ５の押圧操作時に操作者の指が受ける反力が腕１６ａ
の弾性変形により低減されるので、操作感が良く、操作
性を向上できる。

第２実施例 次に第３図は本発明の第２実施例による押しボタンスイ
ッチの構造を示す側断面図である。

第３図に示すように、本実施例ではキートツブ５はキー
ステムと一体のものとして構成されており、全体が高分
ｒ材料から一体成形されている。

キートップ５の下部には、第１実施例と同しボス＋６ｃ
、突起１６ｆを形成した弾性的な腕１６ａとリブ１６ｄ
を有したフランジ１６がキートツブ５に一体に形成され
ている。

また本実施例ではフレーム２のガイド２０はキートップ
５のフランジｌ６より径が僅がに大きな円筒状に形成さ
れており、このガイド２０内にフランジ１６が摺動可能
に嵌合されることにより、キートップ５が上下に可動に
案内される．またフレーム２の上板２５がフランジ１６
の突起１６ｆに当接することによりキートツブ５の上方
向のストッパとなる。このほかの部分の構造は第１実施
例と同様である。

このような構造の下にキー人力時に揉作者が指でキート
ツブ５を押下することによりキートップ５が弾性変形体
３のドーム部３４を弾性変形させて下降し、可動接点３
１が下降して固定接点４１、４ｌに圧接し、キー人力が
なされる。ここで第１実施例と同様にリブ１６ｄが弾性
変形体３０ベース部３２に当接する下死点位置にキート
ップ５が到達する直前にポスＬ６ｃがベース部３２に当
接し、腕１６ａが弾性変形することにより、下死点でリ
ブ１６ｄがベース部３２に当接する衝撃が緩和される。

また入力後に操作者がキートツブ５から指を離すことに
より、ドーム部３４の弾性力でキートップ５が押し上げ
られ、キートップ５が第３図の上死点の位置に復帰する
が，その時に突起１６ｆがフレーム２の上板２５に当接
して腕１６ａが弾性変形することにより、同様に衝撃が
緩和される。

このように本実施例でも第１実施例と同様にスイッチ操
作時の衝撃を緩衝でき、第１実施例と同様の効果が得ら
れる。なお本実施例ではキートツブ５がキー亨ステムと
一体に構成されていることＷＡａはキーストロークが比
較的短い押しボタンスイッチに適している。

第３実施例 次に第４図及び第５図は本発明の第３実施例による押し
ボタンスイッチの構造を説明するちので２キートップ５
の斜視図、及び押しボタンスイッチの一部破断側面図で
ある． 第４図に示したキートツブ５は第２実施例と同様にキー
ステムと一体に構成されたものであるが、フランジｌ６
の構造が第２実施例と異なっている。

即ちフランジ１６は４辺のそれぞれの中央部が切り欠か
れたほぼ矩形状に形成されており，４隅のそれぞれには
Ｌ字形に屈曲されたリブ１６ｄが下方に突出して形成さ
れている。そして隣合うリブ１６ｄどうしを連結するよ
うに４本のアーチ形の弾性的な腕ｌ８、１８及びｌ９、
１９（一方は図示せず）がフランジ１６に一体に形成さ
れている。腕１８、１８どうし、及び腕ｌ９、ｌ９どう
じが対向する配置になっている．腕ｌ８はリブ１６ｄど
うしの上部間を連結して上向きに湾曲して形成されてお
り、フランジ１６の本体部分より上方に突出した腕ｌ８
の頂上部には小さな突起１８ｆが形成されている。また
腕１９は下方に向かって湾曲して形成されており、中央
部がリブ１６ｄの下端より少し下方に突出するようにな
っている． また第５図に示すように、本実施例では固定接点４１．
４１　　（一方は図示せず）を設けたプリント回路基板
４上にスベーサ７を介してフイルム６が設けられており
、その上に弾性変形体３が配置されている。そしてフイ
ルム６の下面に可動接点３１が設けられており，スベー
サ７の穴７ａを介して固定接点４１、４Ｉと対向する配
置となっている。弾性変形体３のドーム部３４の凸部３
５に可動接点は設けられていない。

このような構造の下にキー人力時に操作者が指でキート
ツブ５を押下することによりキートップ５が弾性変形体
３のドーム部３４を弾性変形させて下降し、凸部３５が
フイルム６の可動接点３１を押下し、可動接点３ｌが固
定接点４ｌ、４１に圧接し、キー人力がなされる。ここ
でリブ１６ｄが弾性変形体３のベース部３２に当接する
下死点位置にキートツブ５が到達する直前に腕１９がベ
ース部３２に当接して弾性変形することにより、下死点
でリブ１６ｄがベース部３２に当接する際の衝撃が緩和
される。

また入力後に操作者がキートツブ５から指を離すことに
より、ドーム部３４の弾性力でキートツブ５が押し上げ
られ、キートツブ５が第３図の上死点の位置に復帰する
が、その時に腕１８の突起１８ｆがフレーム２の上板２
５に当接して腕ｌ８が弾性変形することにより衝撃が緩
和される。

このように本実施例でも第Ｉ実施例及び第２実施例と同
様にスイッチ操作時の衝撃を緩衝でき、同様の効果が得
られる。

なお本実施例の腕１８、ｌ９は両端が固定されたアーチ
形であるので、第１、第２実施例における片持支持梁状
の腕１６ａより強い反力に耐えることができる。また上
記の腕ｌ８、１９の形状によれば、インジエクション成
形等の成形法によってキートップ５を一体成形する際に
樹脂の流れが良好となり、成形作業が容易で、高さ方向
のす法精度が確保し易いという生産上の利点がある。

以上、第１から第３の実施例を示したが、上述のような
スイッチ操作時の衝撃を緩衝する本発明の技術は他の押
しボタンスイッチにも広く適用できることは勿論である
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、可動接
点を変位させるための操作部材がストッパ部材と当接し
て規制される所定ストローク内で押圧操作方向とその逆
の復帰方向に可動に設けられ、前記復帰方向に弾性的に
付勢される押しボタンスイッチにおいて，前記操作部材
に弾性的な腕が一体成形され、操作部材が前記繰作方向
または復帰方向の移動限まで移動されるときに前記腕が
前記ストッパ部材に当接し弾性変形することにより、操
作部材がストッパ部材に当接する衝撃が緩衝されるよう
に構成したので、簡単で安価に実施できる構造により、
スイッチ換作時に操作部材がストッパ部材に当接する衝
撃を緩衝でき、スイッチ操作時の低騒音化が図れること
、チヤタリング、バウンシングを防止できること、及び
スイッチの操作性を向上できることなどの優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による押しボタンスイッチ
の構造を示す分解斜視図、第２図（Ａ）〜（Ｅ）は同ス
イッチの動作を示す側断面図、第３図は第２実施例によ
るスイッチの構造を示す側断面図、第４図は第３実施例
のスイッチのキートップの構造を示す斜視図、第５図は
同スイッチの構造を示す一部破断側面図、第６図（Ａ）
、（Ｂ）はそれぞれ従来のスイッチの構造と動作を示す
側断面図である。 １−・キーステム　　２・・−フレーム３・・・弾性変
形体　　４−プリント回路基板５−・キートップ　　６
・−フィルム ７・・一又ベーサ　　　１６・・・フランジ１６ａ、１
８、１９−・一腕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）可動接点を変位させるための操作部材がストッパ部
   材と当接して規制される所定ストローク内で押圧操作方
   向とその逆の復帰方向に可動に設けられ、前記復帰方向
   に弾性的に付勢される押しボタンスイッチにおいて、前
   記操作部材に弾性的な腕が一体成形され、操作部材が前
   記操作方向または復帰方向の移動限まで移動されるとき
   に前記腕が前記ストッパ部材に当接し弾性変形すること
   により、操作部材がストッパ部材に当接する衝撃が緩衝
   されるように構成したことを特徴とする押しボタンスイ
   ッチ。