JPWO2007148446A1 - シーソーキー対応スイッチ - Google Patents

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Abstract

【課題】 構成が比較的簡単でありながら、より確実な導通を得ることができる、あるいは、操作時のクリック感に優れているなどの利点のあるスイッチを提供する。【解決手段】 スイッチ1は、押圧操作されるキートップ5と、キートップ5によって押されて支点Pの周りに回動する、作用部6bを有する操作ノブ6と、操作ノブ作用部6bによって押し下げられるコンタクトラバースイッチ10と、を備える。ラバースイッチ10は、操作ノブ作用部6bによって上面が押され、下面に可動接点14の形成された押しボタン部12と、押しボタン部12の周りから斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部13と、を有する。操作ノブ6の回動支点P側のスカート部13cは肉厚が薄く、反回動支点側のスカート部13aは肉厚が厚い。また、押しボタン部12の上面は、回動支点側が高い斜面となっている。【選択図】 図1

Description

本発明は、家電製品や携帯電話、自動車の各部などを操作するためのコンタクトラバースイッチを用いたシーソーキー対応スイッチに関する。
家電製品や車両に搭載されるスイッチには、コンタクトラバースイッチが使用されているものがある。このようなスイッチは、押圧操作されるキートップや操作ノブと、これらによって押し下げられるラバースイッチから主に構成されている。キートップが指で押されると、ラバースイッチを押し下げて、同スイッチの下面に形成されている可動接点が、基板上に形成されている固定接点に接触して導通が得られる。
このようなスイッチにおいては、操作ノブが支点周りに回動するように構成されているタイプがある。このタイプでは、キートップを押して操作ノブを回動させ続けると、操作ノブは傾いた姿勢で押しボタン部に当接する。このため、可動接点がまっすぐ下に下がらず、十分な導通が得られないような場合があった。さらに、このようなコンタクトラバースイッチにおいては、スイッチを押したときのラバーの変形によって可動接点を導通させるものであるが、その際、ボタンの操作が完了したことを示す明瞭なクリック感を得ることが好ましい。
このような点を改善するために、可動接点を、押し下げたときに固定接点と平行となる角度のテーパ面としたシーソースイッチ、操作ノブと当接する当接部を上方に突出させて形成し、操作ノブとの接触面積を小さくしたシーソースイッチなどが提案されている(例えば特許文献1、2参照)。また、操作ノブでプッシャを押圧し、このプッシャでラバーコンタクトスイッチの可動接点を押圧するものであって、ラバーコンタクトスイッチに、操作ノブがプッシャに当接する前に接する弾性部を設けたスイッチも提案されている(特許文献3参照)。しかしながら、これらのスイッチは、十分に良好なクリック感が得られなかったり、部品が増えて構造が複雑になるという問題があった。
実開昭63−60234 実開昭63−112724 特開2005−5139
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、構成が比較的簡単でありながら、より確実な導通を得ることができる、あるいは、操作時のクリック感に優れているなどの利点のあるスイッチを提供することを目的とする。
本発明のスイッチは、 基板上に配置される固定接点を導通させるように押されるスイッチであって、 押圧操作されるキートップと、 該キートップによって押されて支点の周りに回動する、作用部を有する操作ノブと、 該ノブ作用部によって押し下げられるコンタクトラバースイッチと、を備え、 該ラバースイッチが、 前記操作ノブ作用部によって上面が押され、下面に可動接点の形成された押しボタン部と、 該押しボタン部の周りから斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部と、を有し、 該スカート部の肉厚が、前記操作ノブの回動支点側の部分で薄く、反回動支点側の部分で厚いとともに、前記押しボタン部の上面が、回動支点側が高い斜面となっていることを特徴とする。
従来のこの種のスイッチにおいては、操作ノブが支点周りに回動するように構成されているので、操作ノブの回動中のほとんどの間、操作ノブは傾いた姿勢で押しボタン部に当接する。このため、可動接点がまっすぐ下に下がらず、十分な導通を得られないような場合があった。この点を改良すべく、本発明では、スカート部の肉厚を、操作ノブの回動支点側の部分で薄く、反回動支点側の部分で厚くするとともに、押しボタン部の上面を、回動支点側が高い斜面とした。これにより、詳しくは図3を参照しつつ後述するように、最終的に可動接点を固定接点に対してほぼ平行に面接触させることができ、良好な接触が得られる。
本発明においては、 前記操作ノブの作用部が、操作時の当初に、前記ラバースイッチの押しボタン部の、前記操作ノブの回動支点側の縁に当たり、該回動支点側のスカート部が変形し、 次に、前記操作ノブの反回動支点側の縁に当たって押され、該反回動支点側のスカート部が変形することが好ましい。
この場合、初期段階(予圧状態)において、回動支点側のスカート部が変形して押しボタン部の回動支点側が下がっているので、押しボタン部の上面をほぼ均一に操作ノブの作用部に当接させることができる。
本発明においては、 前記コンタクトラバースイッチの押しボタン部が、 回動支点側が高い斜面を有する中央部と、 該中央部の回動支点側以外の部分を囲む外周部と、 前記中央部と外周部とを隔てる肉薄のスリットと、を有し、 前記操作ノブの作用部が、前記コンタクトラバースイッチの押しボタン部に当接した際、該押しボタン部の中央部の上面のみに接触し、外周部には当接しないこととしてもよい。
この場合、操作ノブの作用部で押しボタン部が押されたときに、同押しボタン部の中央部がスリットの底部に対して回動しやすくなり、中央部の上面と外周部の上面を、操作ノブの作用部に当接させることができる。
本発明においては、 前記コンタクトラバースイッチは、 前記キートップの予圧段階では、該可動接点が回動支点に向って下方に傾斜し、 押圧操作中該可動接点の傾斜角度が徐々に小さくなり、 最後に、該可動接点が前記固定接点に対してほぼ平行となって接することとできる。
本発明においては、押圧操作の最後の段階で、前記操作ノブの反回動支点側の肉厚スカート部が一気に変形し、使用者に押圧操作が完了したことを示すクリック感を与えることが好ましい。
この場合、押圧操作の最後で、肉厚のスカート部が一気に変形する際の力がキートップにかかるので、使用者に押圧操作が完了したことを示す明瞭なクリック感を与えることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、押しボタン部の可動接点を基板上の固定接点とほぼ平行な姿勢で面接触させることができる。しかも、従来のものと比べて、コンタクトラバースイッチの形状を工夫したのみで、部品数は増えていない。このため、安定に動作するとともに、構造の簡単なスイッチを提供できる。
発明を実施するための形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るスイッチの構造を示す側面図である。
図2は、図1のスイッチに使用されているコンタクトラバースイッチの構造を示す図であり、図2(A)は側面図、図2(B)は平面図である。
図3は、図1のスイッチの作用状態を示す図である。
このスイッチ1は、図1に示すように、基板2上に取り付けられており、その基板2上に形成された固定接点3の一対の接点(図示されず)を導通させるように押されるものである。スイッチ1は、指で押圧操作されるキートップ5と、このキートップ5によって押される操作ノブ6と、操作ノブ6で押し下げられるコンタクトラバースイッチ10と、を備える。基板2は、例えば、ガラス繊維シートを芯材としたエポキシ樹脂基板である。基板2上には回路が形成されており、この回路の一部に、基板2の表面に露出する固定接点3が設けられている。固定接点3は、例えば、導電性インクによる印刷等により形成される。
キートップ5は、円柱状の本体5aと、本体5aの下面から外方向に張り出すフランジ5bと、本体5aの下面中央から垂直に突き出た押しロッド5cとを有する。キートップ5は、基板3の上部を覆うケース4に上下方向にスライド可能に取り付けられている。つまり、ケース4には、キートップ5の本体5aが通過可能な円形の開口4aが開けられている。この開口4aの側面には、所定の高さの環状の凹部4bが形成されており、同凹部4b内にフランジ5bが収容される。キートップ5は、フランジ5bがこの凹部4b内を上下方向にスライドすることにより、上下方向(ストローク方向)にガイドされる。
キートップ5の下方には、操作ノブ6が配置されている。操作ノブ6は、平坦なプレート状の部材であり、基端部6aがケース4に対して回動可能に取り付けられている。キートップ5の押しロッド5cは、操作ノブ6の先端部(作用部)6bに当接している。キートップ5が押されると、操作ノブ6の先端部6bが押しロッド5cで押されて、操作ノブ6は支点Pの周りに回動する。後述するように、操作ノブ6の回動支点Pの高さは、コンタクトラバースイッチ10の最高部の高さよりも低い位置に位置する。この例では、操作ノブ6は、水平よりやや上方に傾斜した姿勢から、水平よりやや下方に傾斜した姿勢に回動する。
操作ノブ6の先端部(作用部)6bの下方には、コンタクトラバースイッチ10が配置されている。ラバースイッチ10は、基板2上に支持される支持部11と、操作ノブ6の作用部6bによって上面が押される押しボタン部12と、この押しボタン部12の周りから支持部11につながる斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部13と、を備えている。押しボタン部12の下面には可動接点14が設けられている。この可動接点14は、基板2に形成された固定接点3の上方に位置している。操作ノブ6の作用部6bでラバースイッチ10の押しボタン部12が押されると、同部が下方に移動し、可動接点14が固定接点3に当接して固定接点3内の一対の接点間に導通が得られる。
図2を参照してコンタクトラバースイッチ10の構造を詳細に説明する。
ラバースイッチ10は、前述のように、基板2上に支持される支持部11と、操作ノブ6の作用部6bによって上面が押される押しボタン部12と、この押しボタン部12の周りから支持部11に向って斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部13と、を有する。各部は、弾性を有するゴムで一体成形される。このようなゴムとしては、シリコンゴムを使用できる。
支持部11は、基板2の表面に接するように、基板2に取り付けられる。支持部11には、基板2の表面に設けられた固定接点3に対応する開口11aが開けられている。
押しボタン部12は略直方体形状の部材であり、操作ノブ6の回動支点P側(単に支点側とも言う、この例では図の右側)の主部12aと、操作ノブ6の反回動支点側(単に反支点側ともいう)の副部12bを有する。主部12aの上面12cは、回動支点Pに向って上方に傾斜した傾斜面となっており、副部12bの上面12dは、ほぼ水平な平坦面となっている。この例では、傾斜上面12cは、押しボタン部12の全上面の面積の約2/3程度であり、平坦上面12dは約1/3程度である。同上面の最高部(支点側の縁12e)の高さは、ラバースイッチ10が押されていない自由な状態で、操作ノブ6の回動支点Pの高さよりもやや上方に位置する。
主部12aの下面には、下方に突出した円柱状の突部12gが設けられている。この突部12gの下面はほぼ水平な面(固定接点3とほぼ平行な面)であり、同部12gには可動接点14が形成されている。可動接点14は、例えば、突部12gの下面に、金メッキや、金属やカーボン等の導電体を施すことにより形成されている。可動接点14の中心は、傾斜上面12cのほぼ中心に位置している。
副部12bの下面は、主部12aの下面(可動接点14)より一段高くなっている。
スカート部13は、押しボタン部12の周りから支持部11の開口11aの縁に向って斜め下外方向に張り出している。ここで、押しボタン部12の周りの4個の辺のうち、反回動支点側の辺から張り出すスカート部13aの肉厚は、その他の3個の辺から張り出すスカート部13b、13c、13dの肉厚よりも厚くなっている。
さらに、図2(A)に示すように、反支点側の辺以外の3個の辺においては、スカート部13cが主部12aの側面から斜め下方向に張り出している。一方、反支点側の辺においては、スカート部13aが、副部12bの下面外縁から斜め下方向に張り出している。
なお、操作ノブ6の支点側以外のスカート部13a、13b、13dの周囲の溝13eは、押しボタン部12の加圧時にスカート部13の変形応力を支持部11に干渉させないためのものである。溝13eを設けない場合、変形時にかかる力が支持部11に及び、支持部11が動く場合がある。また、溝13eを設けた場合、押圧力が分散されるので、若干クリック感へ影響を与えることがある。なお、具体的な製品設計のバリエーションによっては、この溝13eを設けない場合もある。
図2(A)において想像線で示す操作ノブ6は、フリーの状態(操作ノブ6がコンタクトラバースイッチ10の上面に乗って、コンタクトラバースイッチ10に操作ノブ6の自重のみがかかっている状態)では、同ノブ6の作用部6bの下面が、押しボタン部12の上面の、支点側の縁12eにのみ当接して、反支点側の縁12fには当接していない。操作ノブ6の回動支点Pの高さが、押しボタン部12の上面の最高部(縁12e)の高さよりもやや下方に位置するので、操作ノブ6は回動支点Pからやや斜め上方に傾いて、押しボタン部12に当接している。
次に、図3を参照してこのスイッチの動作を説明する。
図3(A)に示すように、このラバースイッチ10がケース4内に組み立てられた状態では、キートップ5のフランジ5bは、ケース4の凹部4bの最上限に係止されている。そして、キートップ5の押しロッド5cは、押しボタン部12の主部12aの上面12cほぼ中心(可動接点14のほぼ中心)に当たるように、操作ノブ6の作用部6bに当接している。このとき、操作ノブ6はほぼ水平の姿勢となるまで回動しており、ラバースイッチ10の押しボタン部12の上面には圧力がかかっている(予圧状態)。このような予圧をかけることにより、バックラッシュをなくしている。逆にいうと、ラバースイッチ10が少し押し込まれており、その反発力がキートップ5を押し上げて、その押上げ力がフランジ5bで押えられている。
このように押しボタン部12が操作ノブ6で押されると、支点側のスカート部13cは肉厚が薄く変形しやすいので外方向に膨らむようにしなる。一方、反支点側のスカード部13aは肉厚が厚く変形しにくいので、ほとんど変形しない。これにより、押しボタン部12は、支点側の縁12eを中心にして図の時計方向に回動し、押しボタン部12の最も反支点側の縁12fが操作ノブ6に当接する。なお、押しボタン部12の傾斜上面12cと平坦上面12dとの間の部分と操作ノブ6の下面との間にはややスキマがあいている。そして、押しボタン部12の下面の可動接点14は、図2(A)に示す水平状態(固定接点3に対して平行な状態)から、支点側が下がるように傾いている。
次に、図3(B)に示すように、キートップ5を下方に押して操作ノブ6で押しボタン部12を押し下げると、操作ノブ6は回動支点Pからやや下方に(水平面に対して下方に)傾斜するように回動する。
すると、肉厚が薄く変形しやすい、支点側のスカート部13bがさらに外方向に膨らむようにしなる。同時に、支点側のスカート部13bに比べて肉厚が厚く変形しにくい、反支点側のスカート部13aも、やや外方向に膨らむように変形する。ここで、押しボタン部12の傾斜上面12c及び平坦上面12dが、操作ノブ6の下面にほぼ面接触するように、押しボタン部12が弾性変形する。そして、可動接点14は、まだ支点側が下がるように傾斜しているが、水平面に対する傾斜角度は図2(A)の状態に比べて小さくなっている。
最後に、図3(C)に示すように、キートップ5を、フランジ5bがケース4の凹部4bの最下限に係止されるまで押して操作ノブ6で押しボタン部12を押し下げる。これにより、操作ノブ6は、図3(B)の状態からさらに下方に(水平面に対してさらに下方に)傾斜するように回動する。
すると、変形しにくい反支点側のスカート部13aも、荷重に耐えられずに一気に変形しようとする。ただし、反支点側のスカート部13aは、上述のように肉厚であるとともに、押しボタン部12の副部12bの下面から斜め下方向に張り出すように設けられているので、同スカート部13aはあまり外方向には膨らまない。一方、変形しやすい支点側のスカート部13bは外方向に膨らんでさらに変形する。これにより、押しボタン部12は内側(回動支点P側)に移動しながら下方に向って押し下げられる。すると、可動接点14の水平面に対する傾斜角度がほとんどなくなり、固定接点3にほぼ平行となって、両接点3、14が面で当接する。
以上説明したように、押しボタン部12に形成された可動接点14が、基板2上の固定接点3にほぼ面で接触するので、両者間の接触不良などを起こすおそれがない。また、図3(C)に示す最後の段階において、肉厚のスカート部13aが一気に変形する際の力がキートップ5にかかるので、使用者に明瞭なクリック感を与えられる。
キートップ5を押圧していた力を解除すると、スカート部13はもとの状態に弾性復帰する。これにより、キートップ5のフランジ5bがケース4の凹部4bの上限に係止されるまで、操作ノブ6が押しボタン部12で押し上げられる。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチのコンタクトラバースイッチの構造を説明する図であり、図4(A)は側面図、図4(B)は平面図である。
図5は、図4のスイッチの作用状態を示す図である。
この例のスイッチ1´は、図1のスイッチ1とほぼ同様の構成を有するが、押しボタン部22の構造が異なる。この例では、図4(B)に示すように、押しボタン部22が、円形の丘状の中央部22aと、この中央部22aとスリット22cを隔てて形成される外周部22bとからなる。図4、5において、図1のスイッチ1の各部位と同じ構造・作用を有する部位は、図1と同じ符号を付し、説明を省略する。
中央部22aは、図1の押しボタン部12の主部12aに相当する部分で、上面22dは回動支点Pに向って上方に傾斜している。また、中央部22aの下面には、下方に突出した円柱状の突部22fが設けられている。この突部22fの下面は略水平面(固定接点3とほぼ平行な面)であり、同部22fの下面に可動接点14が形成されている。
外周部22bは、図1の押しボタン部12の副部12bに相当するもので、中央部22aの、回動支点P側の部分以外を取り囲むように形成されている。外周部22bの上面は水平で、中央部22aの上面22dの最下部と同じ高さである。また、スリット22cの底の部分22gは肉厚が薄く形成されている。
図4(A)に示すように、操作ノブ6がフリーの状態では、同ノブ6の作用部6bの下面が、押しボタン部22の中央部22aの支点側の縁22eにのみ当接して、外周部22bには当接していない。操作ノブ6は、回動支点Pからやや斜め上方に傾いて、押しボタン部12に当接している。
次に、図5を参照してこのスイッチの作用を説明する。
図5(A)に示す予圧状態では、図3(A)と同様に、押しボタン部22は、操作ノブの支点側の縁22eを中心にして図の時計方向に回動する。このとき、押しボタン部22の中央部22aと外周部22bとの間にはスリット22cが存在するので、スリット22cの落低部22gは変形しやすい。そのため、中央部22aはスリット22cの落底部22gに対して、図の時計方向に回動しやすくなっている。その結果、押しボタン部22の中央部22aの上面22d及び外周部22bの上面に操作ノブ6の下面がほぼピッタリと当接する。そして、可動接点14は、回動支点P側が下がるように傾く。
次に、図5(B)に示すように、キートップ5を下方に押して操作ノブ6で押しボタン部12を押し下げると、操作ノブ6は回動支点Pからやや下方に傾斜するように回動する。そして、可動接点14は、まだ支点側が下がるように傾斜しているが、水平面に対する傾斜角度は図5(A)の状態に比べて小さくなっている。
最後に、図5(C)に示すように、キートップ5を最も下方まで押して操作ノブ6で押しボタン部22を押し下げると、図3(C)と同様に、可動接点14はほぼ水平となって固定接点3に接する。同時に、図3(C)と同様にスカート部13が変形する。
この例のように、押しボタン部22にスリット22cを設けると、押しボタン部22の全上面が操作ノブ6の作用部6bの下面に接触できる。ただし、必ずしもスリット22cを設ける必要はない。
本発明の第1の実施の形態に係るスイッチの構造を示す側面図である。 図1のスイッチに使用されているコンタクトラバースイッチの構造を示す図であり、図2(A)は側面図、図2(B)は平面図である。 図1のスイッチの作用状態を示す図である。 本発明の第2の実施の形態に係るスイッチのコンタクトラバースイッチの構造を説明する図であり、図4(A)は側面図、図4(B)は平面図である。 図4のスイッチの作用状態を示す図である。
符号の説明
1 スイッチ 2 基板
3 固定接点 4 ケース
5 キートップ 6 操作ノブ
10、10´ コンタクトラバースイッチ
11 支持部 12、22 押しボタン部
13 スカート部 14 可動接点
本発明のスイッチは、 基板上に配置される固定接点を導通させるように押されるスイッチであって、 押圧操作されるキートップと、 該キートップによって押されて支点の周りに回動する、作用部を有する操作ノブと、 該ノブ作用部によって押し下げられるコンタクトラバースイッチと、を備え、 該ラバースイッチが、 前記操作ノブ作用部によって上面が押され、下面に可動接点の形成された押しボタン部と、 該押しボタン部の周りから斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部と、を有し、 該スカート部の肉厚が、前記操作ノブの回動支点側の部分で薄く、反回動支点側の部分で厚いとともに、前記押しボタン部の上面が、回動支点側が高い斜面となっており、 前記キートップは、前記ラバースイッチの押しボタン部の上面ほぼ中心に当たるように、前記操作ノブ作用部に当接しており、
前記操作ノブはプレート状の部材であり、 前記操作ノブは、該ノブが前記コンタクトラバースイッチの上面に乗って該ラバースイッチに該ノブの自重のみがかかっている状態では、該ノブの作用部の下面が前記ラバースイッチの押しボタン部の上面の、支点側の縁のみ当接していることを特徴とする。

Claims (5)

  1. 基板上に配置される固定接点を導通させるように押されるスイッチであって、
    押圧操作されるキートップと、
    該キートップによって押されて支点の周りに回動する、作用部を有する操作ノブと、
    該ノブ作用部によって押し下げられるコンタクトラバースイッチと、を備え、
    該ラバースイッチが、
    前記操作ノブ作用部によって上面が押され、下面に可動接点の形成された押しボタン部と、
    該押しボタン部の周りから斜め下方向に張り出すように形成されたスカート部と、を有し、
    該スカート部の肉厚が、前記操作ノブの回動支点側の部分で薄く、反回動支点側の部分で厚いとともに、前記押しボタン部の上面が、回動支点側が高い斜面となっていることを特徴とするスイッチ。
  2. 前記操作ノブの作用部が、操作時の当初に、前記ラバースイッチの押しボタン部の、前記操作ノブの回動支点側の縁に当たり、該回動支点側のスカート部が変形し、
    次に、前記操作ノブの反回動支点側の縁に当たって押され、該反回動支点側のスカート部が変形することを特徴とする請求項1記載のスイッチ。
  3. 前記コンタクトラバースイッチの押しボタン部が、
    回動支点側が高い斜面を有する中央部と、
    該中央部の回動支点側以外の部分を囲む外周部と、
    前記中央部と外周部とを隔てる肉薄のスリットと、
    を有し、
    前記操作ノブの作用部が、前記コンタクトラバースイッチの押しボタン部に当接した際、該押しボタン部の中央部の上面のみに接触し、外周部には当接しないことを特徴とする請求項1記載のスイッチ。
  4. 前記コンタクトラバースイッチは、
    前記キートップの予圧段階では、該可動接点が回動支点に向って下方に傾斜し、
    押圧操作中該可動接点の傾斜角度が徐々に小さくなり、
    最後に、該可動接点が前記固定接点に対してほぼ平行となって接することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載のスイッチ。
  5. 押圧操作の最後の段階で、前記操作ノブの反回動支点側の肉厚スカート部が一気に変形し、使用者に押圧操作が完了したことを示すクリック感を与えることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載のスイッチ。
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