JPWO2018051995A1 - プッシュスイッチ - Google Patents
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Abstract
低背化を図りながらも、多様な操作感触を実現可能なプッシュスイッチを提供することを目的とする。接触片(40)は、基材部(20)に支持される支持部(41)と、可動接点部(42)と、支持部(41)と可動接点部(42)とを連結する連結部(43)と、を有している。可動接点部(42)は、第1固定接点部(611)に接する位置と第1固定接点部(611)から離れる位置との間を移動する。接触片(40)は、受圧部(31)が基材部(20)の一面(211)に近づく向きに押されて可動部材(3)が変形すると、連結部(43)が可動部材(3)に押されて、可動接点部(42)が操作方向に沿って変位するように構成されている。可動接点部(42)は、操作方向において貫通孔(32)と対向する位置に配置されている。可動接点部(42)は、操作方向に貫通孔(32)を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
Description
本発明は、一般にプッシュスイッチに関し、より詳細には、可動部材の変形によりオン又はオフするプッシュスイッチに関する。
特許文献1には、スイッチ接点部が配置されたケース上が保護シートで覆われた構成のプッシュスイッチが記載されている。
特許文献1に記載のプッシュスイッチは、上面が開口した箱型に形成されたケースを備えている。ケースの壁部で囲まれた凹部内には、上方に凸となるドーム状に形成された可動部材(可動接点)が配置されている。保護シートは、凹部を覆うようにケース上に配置されている。保護シートのうち、ケースの壁部の上端に重ねて配置された周縁部は、レーザ照射によってケースに溶着固定されている。
このプッシュスイッチの操作時には、保護シートに上方から力が加えられ、その力が可動部材に伝わって、可動部材を下方に凸となるように変形(弾性反転)させる。これにより、可動部材の下面がケースの凹部の内底面に形成された中央接点に接触して、プッシュスイッチがオン状態になる。保護シートに加わる力が無くなると、可動部材が元の形状(上方に凸となるドーム状)に変形(弾性復帰)して、プッシュスイッチはオフ状態になる。
ところで、上述したプッシュスイッチでは、1つの可動部材が操作感触と電気的な接続(中央接点との接触)との両方を担う構成であるので、凹部の深さ方向におけるプッシュスイッチの低背化が可能である。その一方で、このような構成のプッシュスイッチでは、操作感触と電気的な接続状態(例えば接圧等)とを別々に設計することができないため、電気的な接続状態の制約を受けて、実現可能な操作感触が制限されるおそれがある。
本発明は上記事由に鑑みてなされており、低背化を図りながらも、多様な操作感触を実現可能なプッシュスイッチを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係るプッシュスイッチは、固定接点部と、基材部と、接触片と、可動部材と、を備える。前記基材部は、前記固定接点部を保持する。前記接触片は、操作方向において前記基材部の一面と対向する位置に配置される。前記可動部材は、受圧部を有し、前記接触片に対して前記操作方向における前記基材部の前記一面とは反対側の位置に配置される。前記可動部材は、前記受圧部の周囲に、前記可動部材を前記操作方向に貫通する貫通孔を有する。前記接触片は、前記基材部に支持される支持部と、前記固定接点部に接する位置と前記固定接点部から離れる位置との間を移動する可動接点部と、前記支持部と前記可動接点部とを連結する連結部と、を有する。前記接触片は、前記受圧部が前記基材部の前記一面に近づく向きに押されて前記可動部材が変形すると、前記連結部が前記可動部材に押されて、前記可動接点部が前記操作方向に沿って変位するように構成されている。前記可動接点部は、前記操作方向において前記貫通孔と対向する位置に配置されており、前記操作方向に前記貫通孔を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
本発明の第2の態様に係るプッシュスイッチは、第1の態様において、前記接触片は、固定端を前記支持部とし、自由端を前記可動接点部とする片持ち梁状である。
本発明の第3の態様に係るプッシュスイッチは、第1又は2の態様において、前記基材部は、前記一面のうち前記操作方向において前記連結部と対向する位置に、前記連結部から離れる向きに窪んだ窪み部を有する。
本発明の第4の態様に係るプッシュスイッチは、第3の態様において、前記接触片は、前記連結部が前記可動部材に押されて前記固定接点部に前記可動接点部が接触した状態から、更に前記連結部が前記可動部材に押された場合に、前記窪み部内に前記連結部が進入した形に変形可能に構成されている。
本発明の第5の態様に係るプッシュスイッチは、第1〜4のいずれかの態様において、前記連結部は、前記操作方向において前記基材部の前記一面とは反対側に突出する突起部を有する。前記接触片は、前記受圧部が押されたときに前記突起部にて前記可動部材と接触するように構成されている。
本発明の第6の態様に係るプッシュスイッチは、第1〜5のいずれかの態様において、前記基材部は、凹部を有するケースの少なくとも一部であって、前記接触片は、導電性を有する接触部材の少なくとも一部である。前記基材部の前記一面は、前記凹部の底面であって、前記可動部材及び前記接触部材は、前記凹部内に配置されている。
本発明の第7の態様に係るプッシュスイッチは、第6の態様において、前記基材部は、前記固定接点部である第1固定接点部とは電気的に絶縁された第2固定接点部を更に有する。前記第1固定接点部及び前記第2固定接点部は、前記基材部の前記一面上に互いに離れて配置されている。前記接触部材は、前記接触片と、前記第2固定接点部に対して常に接触する支持枠と、を有する。前記接触片は、前記操作方向において前記第1固定接点部に対向する位置に前記可動接点部が位置するように、前記支持枠の一部から前記基材部の前記一面に沿って突出している。
本発明の第8の態様に係るプッシュスイッチは、第6又は7の態様において、前記ケースは、前記凹部の内側面の少なくとも一部に、前記接触部材及び前記可動部材に接触することにより、前記基材部の前記一面に沿う面内での前記接触部材及び前記可動部材の移動を規制する移動規制部を有する。
本発明の第9の態様に係るプッシュスイッチは、第6〜8のいずれかの態様において、前記可動部材は、前記受圧部及び前記貫通孔を含む本体部と、前記操作方向の一方から見て前記本体部の外周縁から四方に突出する4つの脚部と、を有する。
本発明の第10の態様に係るプッシュスイッチは、第6〜9のいずれかの態様において、前記可動部材は、前記受圧部の周囲において、同一形状であって前記受圧部の周方向に等間隔に配置された複数の孔を有し、前記貫通孔は、前記複数の孔の1つである。
本発明の第11の態様に係るプッシュスイッチは、第6〜10のいずれかの態様において、前記ケースにおける前記凹部の周囲に接合され、前記凹部を覆う保護シートを更に備える。前記ケースは、前記凹部の周囲の少なくとも一部に、前記保護シートとの間に隙間を形成する溝を有し、前記ケースと前記保護シートとの間には、前記溝によって前記凹部の内部と前記凹部の外部とを繋ぐ通気孔が形成されている。
以下、本発明の実施形態に係るプッシュスイッチについて、図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎず、本発明は以下に説明する構成に限定されない。したがって、以下に説明する構成以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(実施形態)
(1)概要
本実施形態に係るプッシュスイッチ1は、図1及び図2に示すように、第1固定接点部611(固定接点部)と、基材部20と、可動部材3と、接触片40と、を備えている。
(1)概要
本実施形態に係るプッシュスイッチ1は、図1及び図2に示すように、第1固定接点部611(固定接点部)と、基材部20と、可動部材3と、接触片40と、を備えている。
基材部20は、第1固定接点部611を保持している。接触片40は、操作方向において基材部20の一面211と対向する位置に配置される。可動部材3は、受圧部31を有している。可動部材3は、接触片40に対して操作方向における基材部20の一面211とは反対側の位置に配置される。可動部材3は、受圧部31の周囲に、可動部材3を操作方向に貫通する貫通孔32を有している。
接触片40は、基材部20に支持される支持部41と、可動接点部42と、支持部41と可動接点部42とを連結する連結部43と、を有している。可動接点部42は、第1固定接点部611に接する位置と第1固定接点部611から離れる位置との間を移動する。接触片40は、受圧部31が基材部20の一面211に近づく向きに押されて可動部材3が変形すると、連結部43が可動部材3に押されて、可動接点部42が操作方向に沿って変位するように構成されている。可動接点部42は、操作方向において貫通孔32と対向する位置に配置されている。可動接点部42は、操作方向に貫通孔32を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
要するに、プッシュスイッチ1においては、接触片40及び可動部材3が、接触片40、可動部材3の順で、基材部20の一面211上に重ねて配置されている。言い換えれば、操作方向における可動部材3と基材部20の一面211との間には、接触片40が配置されている。ここで、可動部材3が、例えば、ドーム状に形成された薄板状の部材である場合、可動部材3の受圧部31が基材部20の一面211とは反対側から押されると、可動部材3が、いわゆる反転動作によって勢いよく変形する。このとき、接触片40の連結部43が可動部材3に押されることで、接触片40の可動接点部42は、操作方向に沿って変位し、第1固定接点部611に対して接離(接触又は離間)する。このように、プッシュスイッチ1は、可動部材3が押される操作によりオン/オフする。つまり、可動部材3の受圧部31が押されると、可動部材3の変形に伴って、可動部材3と基材部20の一面211との間にある接触片40が間接的に押され、接触片40の可動接点部42が基材部20に保持された第1固定接点部611に対して接離する。
この構成では、プッシュスイッチ1の操作感触(節度感)は可動部材3にて確保され、電気的な接続(第1固定接点部611との接触)については接触片40にて実現される。すなわち、プッシュスイッチ1においては、操作感触の確保と電気的な接続とが、可動部材3と接触片40とで分担されているので、操作感触と電気的な接続状態とを別々に設計することができる。したがって、プッシュスイッチ1では、電気的な接続状態の制約を受けることなく、多様な操作感触を実現可能である。
ここで、単に、可動部材3と接触片40とを操作方向に重ねて配置した構成では、可動部材3のみで操作感触の確保と電気的な接続との両方を担う構成に比べ、操作方向におけるプッシュスイッチ1の寸法(高さ)が大きくなる。そこで、本実施形態に係るプッシュスイッチ1では、可動部材3を操作方向に貫通する貫通孔32が可動部材3に設けられ、かつ可動接点部42が操作方向において貫通孔32と対向する位置に配置されている。さらに、可動接点部42は、操作方向に貫通孔32を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。これにより、可動接点部42が操作方向に変位したときに、貫通孔32にて、可動接点部42と可動部材3との干渉を回避することができるので、操作方向における可動部材3と接触片40との間の距離を小さく設定することができる。すなわち、可動部材3のみで操作感触の確保と電気的な接続との両方を担う構成に比較して、可動部材3と基材部20の一面211との間に接触片40を追加しながらも、操作方向におけるプッシュスイッチ1の寸法の増大を小さく抑えることができる。したがって、本実施形態に係るプッシュスイッチ1によれば、低背化を図りながらも、多様な操作感触を実現可能である、という利点がある。
本実施形態では一例として、操作時にのみオンになる、常開型のプッシュスイッチ1について説明する。常開型のプッシュスイッチ1では、可動部材3の受圧部31が押操作されることによって、可動部材3が変形し、接触片40が間接的に押されて、接触片40の可動接点部42が基材部20に保持された第1固定接点部611に接触する。これにより、可動接点部42と第1固定接点部611との間が導通して、プッシュスイッチ1がオンになる。ここでいう「押操作」は、受圧部31を基材部20の一面211に近づく向きに押す操作である。
本実施形態に係るプッシュスイッチ1は、ストローク長、つまり押操作における受圧部31の移動距離(変位量)が、比較的長い長ストロークタイプのスイッチに特に適している。さらには、長ストロークタイプの中でも、可動接点部42が第1固定接点部611に接触後に更に受圧部31が押操作されることで、受圧部31の更なる変位(いわゆるオーバーストローク)が可能なオーバーストロークタイプのスイッチに特に適している。
オーバーストロークタイプのプッシュスイッチ1では、可動接点部42が第1固定接点部611に接触してプッシュスイッチ1がオンした後、直ちに操作荷重が急増するのではなく、操作荷重が急増するタイミングを遅らせることができる。ここでいう「操作荷重」は、プッシュスイッチ1をユーザが指で押操作するときに指からプッシュスイッチ1に掛かる力の大きさであって、プッシュスイッチ1からユーザの指に掛かる反力の大きさと同じである。一般的なプッシュスイッチ1においては、受圧部31の可動範囲の終点で操作荷重が急増する。オーバーストロークタイプのプッシュスイッチ1では、プッシュスイッチ1がオンする位置が受圧部31の可動範囲の終点となるのではなく、プッシュスイッチ1がオンする位置から更に受圧部31が押し込まれた位置が、受圧部31の可動範囲の終点となる。そのため、オーバーストロークタイプのプッシュスイッチ1では、プッシュスイッチ1がオンする位置から受圧部31の可動範囲の終点まで受圧部31が移動する分だけ、操作荷重が急増するタイミングを遅らせることができる。
したがって、オーバーストロークタイプのプッシュスイッチ1は、実際にプッシュスイッチ1を操作(押操作)するユーザ(操作者)が感じる疲労を軽減でき、例えば情報機器のキーボードのように、長時間の入力作業等に使用される用途に特に適している。本実施形態に係るプッシュスイッチ1をキーボードに用いた場合、プッシュスイッチ1の低背化によって、キーボードの薄型化を図ることが可能になる。
(2)詳細
以下に説明するプッシュスイッチ1は、情報機器及び家電機器等の各種の機器の操作部に用いられる。プッシュスイッチ1は、例えばプリント基板に実装された状態で機器の筐体内に内蔵される。この場合、筐体においてプッシュスイッチ1に対応する位置には例えば操作釦が配置される。これにより、ユーザが操作釦を押すことによって、プッシュスイッチ1が操作釦を介して間接的に操作される。
以下に説明するプッシュスイッチ1は、情報機器及び家電機器等の各種の機器の操作部に用いられる。プッシュスイッチ1は、例えばプリント基板に実装された状態で機器の筐体内に内蔵される。この場合、筐体においてプッシュスイッチ1に対応する位置には例えば操作釦が配置される。これにより、ユーザが操作釦を押すことによって、プッシュスイッチ1が操作釦を介して間接的に操作される。
以下、特に断りがない限り、基材部20の一面211に直交する方向(図3の紙面に直交する方向)を「上下方向」とし、基材部20における上下方向の一面211側を「上方」、他面側を「下方」として説明する。よって、以下の説明では「操作方向」は「上下方向」である。さらに、後述する第1端子612及び第2端子622が基材部20(ケース2)から突出する方向を「前後方向」とし、上下方向及び前後方向の両方に直交する方向(図5の紙面に直交する方向)を「左右方向」として説明する。つまり、図1等において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」の矢印で示す通りに上、下、左、右、前、後の各方向を規定する。ただし、これらの方向はプッシュスイッチ1の使用方向を規定する趣旨ではない。また、図面中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
(2.1)構成
本実施形態に係るプッシュスイッチ1は、図1〜図5に示すように、ケース2と、可動部材3と、接触部材4と、保護シート5と、第1金属部材61及び第2金属部材62と、押圧体7と、を備えている。詳しくは後述するが、ケース2は基材部20を含み、接触部材4は接触片40を含み、第1金属部材61は第1固定接点部611を含んでいる。言い換えれば、基材部20はケース2の少なくとも一部であって、接触片40は接触部材4の少なくとも一部であって、第1固定接点部611は第1金属部材61の少なくとも一部である。また、以下では特に断りがない限り、プッシュスイッチ1の非操作時、つまりプッシュスイッチ1が押操作されていない状態について説明する。図5は、図4Aに保護シート5及び押圧体7を付加した状態におけるX1−X1線断面である。
本実施形態に係るプッシュスイッチ1は、図1〜図5に示すように、ケース2と、可動部材3と、接触部材4と、保護シート5と、第1金属部材61及び第2金属部材62と、押圧体7と、を備えている。詳しくは後述するが、ケース2は基材部20を含み、接触部材4は接触片40を含み、第1金属部材61は第1固定接点部611を含んでいる。言い換えれば、基材部20はケース2の少なくとも一部であって、接触片40は接触部材4の少なくとも一部であって、第1固定接点部611は第1金属部材61の少なくとも一部である。また、以下では特に断りがない限り、プッシュスイッチ1の非操作時、つまりプッシュスイッチ1が押操作されていない状態について説明する。図5は、図4Aに保護シート5及び押圧体7を付加した状態におけるX1−X1線断面である。
ケース2は、合成樹脂製であって、電気絶縁性を有している。ケース2は、上下方向に扁平な直方体状である。ケース2は、上方に開口する凹部21を有している。ここで、ケース2は、板状の基材部20と、基材部20の一面211の外周部から上方に突出する周壁22と、を有している。本実施形態では、基材部20は上面視において正方形状に形成されており、周壁22は上面視において矩形枠状に形成されている。この構成においては、基材部20の一面211と周壁22の内側面212とで囲まれた空間が凹部21に相当する。言い換えれば、基材部20の一面211は凹部21の底面であり、周壁22の内側面212は凹部21の内側面である。そのため、基材部20の一面211からの周壁22の突出量は、凹部21の深さに相当する。
凹部21の開口形状は略正方形状である。本実施形態では、上面視において凹部21は四辺の中央部が外側に向かって張り出すように、凹部21の内側面212が湾曲した形状に構成されている。さらに、上面視において凹部21は四隅が外側に向かって張り出すように、凹部21の内側面212が湾曲した形状に構成されている。詳しくは後述するが、凹部21の四隅の張り出した部分には、可動部材3の4つの脚部34が収納される。ケース2は上面視において四隅が面取りされた正方形状である。ただし、面取りはプッシュスイッチ1に必須ではなく、適宜省略可能である。
さらに、本実施形態では、基材部20は、凹部21の底面(一面211)の中央部に形成された窪み部23を有している。詳しくは後述するが、窪み部23は、接触片40との間に、接触片40の連結部43を逃すための空間を形成し、オーバーストローク(可動接点部42が第1固定接点部611に接触後の受圧部31の更なる変位)を可能とする。そのため、窪み部23は、基材部20の一面211のうち上下方向(操作方向)において連結部43と対向する位置に形成されており、連結部43から離れる向きに窪んでいる。窪み部23の開口形状は、左右方向に長い略長方形状である。つまり、ケース2の凹部21は、中央部が深く、外周部が浅くなるように、2段階の深さに設定されており、凹部21のうち中央部の深い部分が窪み部23となる。窪み部23の深さ(窪み部23の底面からの一面211までの高さ)は、凹部21の深さ(一面211からの周壁22の突出量)よりも小さく設定されている。
また、基材部20は、凹部21の底面(一面211)の左端部に、一面211から上方に突出する支持台213を有している。ここでは、凹部21の底面のうち、窪み部23の左側方となる領域が、一面211よりも一段高く形成された支持台213を構成する。詳しくは後述するが、支持台213は、接触片40の支持部41を支持する部分である。
さらに、ケース2は、凹部21の周囲の少なくとも一部に、保護シート5との間に隙間を形成する溝221(図1参照)を有している。本実施形態では、溝221は、周壁22のうち凹部21の左側壁となる部分の上面であって、前後方向の中央部に形成されている。
第1金属部材61及び第2金属部材62は、いずれも導電性を有する金属板からなり、ケース2の基材部20に保持されている。第1金属部材61及び第2金属部材62は、例えばインサート成形により、ケース2と一体化されている。第1金属部材61と第2金属部材62とは左右方向に並べて配置されており、本実施形態では、第1金属部材61が第2金属部材62の左方に配置されている。第1金属部材61と第2金属部材62とは、互いに電気的に絶縁されている。
第1金属部材61は、第1固定接点部611と、一対の第1端子612と、を有している。第1固定接点部611は、第1金属部材61の前後方向の中央部に位置し、一対の第1端子612は第1金属部材61の前後方向の両端部に位置している。さらに詳しく説明すると、第1金属部材61は、一対の第1端子612間を連結する第1主板613を更に有している。第1主板613は、一対の第1端子612間において前後方向に延びた長尺状の部位と、当該長尺状の部位の中央部から右方に突出した部位とで、上面視において略T字状に形成されている。そして、第1主板613のうち右方に突出した部位の先端部(右端部)の上面の一部が隆起しており、この隆起した部分が第1固定接点部611を構成している。つまり、第1固定接点部611と、一対の第1端子612と、第1主板613とは、1枚の金属板にて一体に構成されており、互いに電気的に接続されている。
第1金属部材61は、第1主板613の少なくとも一部がケース2に埋め込まれることにより、ケース2(基材部20)に保持されている。ここでは、図3に示すように、第1主板613の一部は窪み部23の底面から露出している。第1主板613のうち窪み部23の底面から露出する部位の上面は、窪み部23の底面と面一である。さらに、第1主板613のうち右方に突出した部位の先端部(右端部)は、窪み部23の右側方にまで延長されている。そして、第1主板613の右端部は、窪み部23の右側方において凹部21の底面(一面211)から露出している。第1主板613のうち、窪み部23の右側方に位置する部位の上面は、一面211と面一である。そのため、第1主板613の右端部の上面の一部が隆起して形成された第1固定接点部611は、基材部20の一面211から上方に突出することになる。
第2金属部材62は、第2固定接点部621と、一対の第2端子622と、を有している。第2固定接点部621は、固定接点部である第1固定接点部611とは別に設けられており、第1固定接点部611とは電気的に絶縁されている。第2固定接点部621は、第2金属部材62の前後方向の中央部に位置し、一対の第2端子622は第2金属部材62の前後方向の両端部に位置している。さらに詳しく説明すると、第2金属部材62は、一対の第2端子622間を連結する第2主板623を更に有している。第2主板623は、一対の第2端子622間において前後方向に延びた長尺状の部位と、当該長尺状の部位の両端部から左方に突出した部位とで、上面視において略U字状に形成されている。そして、第2主板623のうち左方に突出した部位の根元部(右端部)の上面の一部がそれぞれ隆起しており、この隆起した部分が第2固定接点部621を構成している。つまり、第2固定接点部621は、第2金属部材62に一対(2つ)設けられている。一対の第2固定接点部621と、一対の第2端子622と、第2主板623とは、1枚の金属板にて一体に構成されており、互いに電気的に接続されている。
第2金属部材62は、第2主板623の少なくとも一部がケース2に埋め込まれることにより、ケース2(基材部20)に保持されている。ここでは、図3に示すように、第2主板623は、周壁22に沿って、その大部分が凹部21の底面(一面211)から露出している。言い換えれば、第2主板623は、一面211上において、支持台213と共に、窪み部23を囲むように配置されている。第2主板623のうち一面211から露出する部位の上面は、一面211と面一である。そのため、第2主板623の右端部の上面の一部がそれぞれ隆起して形成された一対の第2固定接点部621は、基材部20の一面211から上方に突出することになる。
ここにおいて、基材部20の一面211からの突出量は、支持台213と、第1固定接点部611と、一対の第2固定接点部621とで同一である。そのため、支持台213の上面と、第1固定接点部611の上面と、一対の第2固定接点部621の上面とは、面一になる。
一対の第1端子612及び一対の第2端子622は、ケース2の前後方向の両面から突出している。具体的には、ケース2の前面からは、一方の第1端子612及び一方の第2端子622が前方に向かって突出している。また、ケース2の後面からは、他方の第1端子612及び他方の第2端子622が後方に向かって突出している。一対の第1端子612及び一対の第2端子622の下面は、ケース2の下面と面一に形成されている。これら一対の第1端子612及び一対の第2端子622は、例えばプリント基板上の導電部材に対してはんだ付けにより機械的に結合及び電気的に接続される。
可動部材3は、ケース2の凹部21内に配置されている。可動部材3は接触部材4と共に凹部21内に収納されており、可動部材3及び接触部材4は、接触部材4、可動部材3の順で、凹部21の底面(一面211)上に重ねて配置されている。つまり、可動部材3は、接触部材4に対して上下方向における基材部20の一面211とは反対側(上側)の位置に配置される。
可動部材3は、弾性を有する板材、例えば、ステンレス(SUS)等の金属板にて構成されている。可動部材3は、受圧部31及び貫通孔32を有している。可動部材3は、受圧部31の周囲において、同一形状であって受圧部31の周方向に等間隔に配置された複数の孔33を有している。貫通孔32は、複数の孔33の1つである。本実施形態では、可動部材3における受圧部31の周囲には、3つの孔33が等間隔で形成されている。3つの孔33の各々は、上下方向に可動部材3を貫通しており、いずれも上面視において木の葉状に形成されている。ここでいう「木の葉状」とは、直径D1の2つの円を中心間距離がD1未満となるように並べて描いたときに、これら2つの円の重複する領域が成す形状である。3つの孔33のうち、貫通孔32となる1つの孔33は、受圧部31の右側方に配置されており、残り2つの孔33は、受圧部31の左前方、及び左後方に配置されている。これら3つの孔33は、可動部材3の前後方向の中心線を対称軸として、前後方向において線対称となる。
可動部材3は、凹部21内に収まるように、凹部21に対応する形状であって、凹部21より一回り小さく形成されている。具体的には、可動部材3は、本体部30と、4つの脚部34と、を有している。本体部30は、円形状に形成されており、受圧部31及び3つの孔33(貫通孔32を含む)を含んでいる。4つの脚部34は、上下方向の一方(上方)から見て、本体部30の外周縁から四方に突出するように本体部30の周方向において等間隔で配置されている。本体部30と4つの脚部34とは連続している。可動部材3は、4つの脚部34が凹部21の四隅の張り出した部分に収まるように、凹部21内に収納される。そのため、4つの脚部34が凹部21の内側面212の一部に接触することにより、基材部20の一面211に沿う面内での可動部材3の移動が規制される。言い換えれば、ケース2は、凹部21の内側面212の少なくとも一部に、可動部材3に接触することにより、基材部20の一面211に沿う面内での可動部材3の移動を規制する移動規制部214を有する。本実施形態では、凹部21のうち四隅の張り出した部分の内側面212が、移動規制部214(図3参照)を構成する。
本体部30は、中央部が上方に凸となるように湾曲したドーム状に形成されている。4つの脚部34は、本体部30の外周縁から斜め下向きに突出している。そのため、可動部材3が接触部材4と共に凹部21内に収納された状態では、可動部材3は、4つの脚部34の先端部でのみ接触部材4に接触し、4つの脚部34の先端部以外の部分は接触部材4から離間する(図5参照)。そして、本体部30の中央部が、可動部材3の受圧部31を構成する。つまり、可動部材3は、本体部30のうち中央部が、プッシュスイッチ1の操作時にプッシュスイッチ1の外部からプッシュスイッチ1に加わる力(以下、「操作力」という)を受ける受圧部31として機能する。
接触部材4は、可動部材3と共に、ケース2の凹部21内に配置されている。上述したように、可動部材3及び接触部材4は上下方向に重ねて配置されており、接触部材4は、可動部材3と凹部21の底面(一面211)との間に配置される。
接触部材4は、弾性を有する板材、例えば、ステンレス(SUS)等の金属板にて構成されている。接触部材4の少なくとも一部は接触片40である。接触片40は、支持部41と、可動接点部42と、連結部43と、を有している。支持部41は、基材部20に支持される。可動接点部42は、第1固定接点部611に接する位置と第1固定接点部611から離れる位置との間を移動する。連結部43は、支持部41と可動接点部42とを連結する。
接触部材4は、凹部21内に収まるように、凹部21に対応する形状であって、凹部21より一回り小さく形成されている。具体的には、接触部材4は、接触片40と、支持枠44と、を有している。支持枠44は、開口部45を有する矩形枠状に形成されている。支持枠44の開口部45は、左右方向に長い長方形状に形成されている。ここで、開口部45を通して窪み部23が上方に露出するように、開口部45は、少なくとも窪み部23の開口より大きく形成されている。言い換えれば、支持枠44は、周壁22に沿うように、凹部21の底面(一面211)上であって窪み部23の周囲に配置される。ここにおいて、支持枠44の下面は、支持台213の上面、及び一対の第2固定接点部621の上面に接触する。つまり、支持枠44は、支持台213、及び一対の第2固定接点部621によって基材部20の一面211上に、一面211と略平行に支持される。これにより、支持枠44は、一対の第2固定接点部621に対して常に接触する。
接触片40は、上下方向において第1固定接点部611に対向する位置に可動接点部42が位置するように、支持枠44の一部から基材部20の一面211に沿って突出している。本実施形態では、接触片40は、片持ち梁状であって、支持枠44の開口部45の左端縁の前後方向の中央部から右方に向けて突出する。言い換えれば、接触片40は、支持枠44の左右方向の対向する一対の辺のうち、左側の辺の中央部から右側の辺に向かって突出している。本実施形態では、支持枠44と、接触片40(支持部41、可動接点部42、及び連結部43)とは、1枚の金属板にて一体に構成されている。
ここで、接触片40のうち、支持枠44に連続する左端部、つまり片持ち梁の固定端に相当する根元部分が支持部41を構成し、接触片40の右端部、つまり片持ち梁の自由端に相当する先端部分が可動接点部42を構成する。さらに詳しくは、接触片40のうち、上下方向において支持台213と対向する部分が支持部41となり、上下方向において第1固定接点部611と対向する部分が可動接点部42となる。接触片40のうち、支持部41及び可動接点部42以外の部分は、全て連結部43となる。さらに、接触片40のうち連結部43及び可動接点部42は、支持部41から右斜め上方に延びている(図5参照)。言い換えれば、接触片40のうち支持部41以外の部分は、先端側(右側)ほど凹部21の底面(一面211)から離れるように、一面211に対して傾斜している。したがって、接触片40は、連結部43が撓むことによって、第1固定接点部611に接する位置と第1固定接点部611から離れる位置との間で、可動接点部42を移動させることができる。
ここで、可動接点部42は、上下方向において貫通孔32と対向する位置に配置されている。さらに、可動接点部42は、上下方向に貫通孔32を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
また、本実施形態では、連結部43は、上下方向において基材部20の一面211とは反対側(上方)に突出する突起部431を有している。突起部431は、基材部20の一面211の中央部に位置する。ここでは、突起部431は、上面視において円形状に形成されている。連結部43は、突起部431付近において、他の部位よりも前後方向の寸法(幅寸法)が大きくなっている。
支持枠44の4つの角部は、上下方向の一方(上方)から見て、支持枠44の外周縁から四方に突出するように形成されている。接触部材4は、支持枠44の4つの角部が凹部21の四隅の張り出した部分に収まるように、凹部21内に収納される。そのため、支持枠44の4つの角部が凹部21の内側面212の一部に接触することにより、基材部20の一面211に沿う面内での接触部材4の移動が規制される。言い換えれば、ケース2は、凹部21の内側面212の少なくとも一部に、接触部材4に接触することにより、基材部20の一面211に沿う面内での接触部材4の移動を規制する移動規制部214(図4A参照)を有する。
接触部材4の下面には、例えば金(Au)メッキ又は銀(Ag)メッキ等により、導電性を有する導電層が接触部材4の下面の全面に亘って形成されている。この導電層により、接触部材4には導電性が付与される。言い換えれば、接触部材4は導電性を有している。接触部材4は、支持枠44の下面が導電層を介して一対の第2固定接点部621と常に接触することにより、一対の第2固定接点部621と常に電気的に接続される。また、詳しくは「(2.2)動作」の欄で説明するが、受圧部31に操作力が作用すると、可動部材3が変形し、接触片40の連結部43が可動部材3に押されることで、接触片40の可動接点部42は、下方に変位し第1固定接点部611に接触する。このとき、可動接点部42の下面が導電層を介して第1固定接点部611に接触し、可動接点部42が第1固定接点部611と電気的に接続される。接触部材4の下面の全面に導電層が形成されることで接触部材4の導電性が向上し、一対の第2固定接点部621との接触箇所及び可動接点部42での電気的な接続状態が安定する。
すなわち、可動接点部42と第1固定接点部611とは接点部を構成する。この接点部は、受圧部31が基材部20の一面211に近づく向きに押されて可動部材3が変形することにより、オンとオフとが切り替わる。具体的には、受圧部31に操作力が作用していない状態では、可動接点部42が第1固定接点部611から離間しているため、接点部はオフである。このとき、第1金属部材61と第2金属部材62とは電気的に絶縁されているため、一対の第1端子612と一対の第2端子622との間は非導通となる。一方、受圧部31に操作力が作用して可動接点部42が第1固定接点部611に接触すると、接点部はオンになる。このとき、第1金属部材61と第2金属部材62とは接触部材4を介して電気的に接続されるため、一対の第1端子612と一対の第2端子622との間が導通する。
保護シート5は、可撓性を有する合成樹脂製のシートである。ここでは、保護シート5は、耐熱性及び電気絶縁性を有する樹脂フィルムからなる。保護シート5は、凹部21の全体を覆うように、ケース2の上面(凹部21の開口面)側に配置されている。保護シート5は、ケース2における凹部21の周囲、つまりケース2の周壁22の上面に接合されることにより、凹部21を覆う。これにより、保護シート5は、例えば塵埃等が凹部21内へ浸入することを防止し、凹部21内に収納された接点部等を保護する。保護シート5の外周形状は、ケース2の周壁22の外周形状と略同一形状であって、周壁22よりも一回り大きい。具体的には、保護シート5は上面視において四隅が面取りされた正方形状である。ただし、面取りはプッシュスイッチ1に必須ではなく、適宜省略可能である。
本実施形態では、上述したようにケース2における凹部21の周囲の少なくとも一部に、保護シート5との間に隙間を形成する溝221(図1参照)が形成されている。そのため、ケース2と保護シート5との間には、溝221によって凹部21の内部と凹部21の外部とを繋ぐ通気孔222(図5参照)が形成される。そのため、プッシュスイッチ1の押操作時に、通気孔222を通して凹部21の内部と凹部21の外部との間で空気の流通が可能となる。ただし、通気孔222は、プッシュスイッチ1のうち左右方向において、接点部(可動接点部42及び第1固定接点部611)とは反対側に設けられているので、塵埃等が通気孔222を通して凹部21内に進入することがあっても接点部には付着しにくい。
さらに詳しく説明すると、保護シート5は、接合部51と、押圧部52と、中間部53と、を有している。保護シート5は、接合部51にてケース2の周壁22に接合され、押圧部52及び中間部53にて凹部21を覆っている。
接合部51は、周壁22の上面に接合される。ここでは、保護シート5のうち、外周部となる矩形枠状の部分であって基材部20の一面211に対して平行な平坦部に、接合部51が設けられている。接合部51は、保護シート5の外周縁より僅かに内側の位置に、保護シート5の外周縁に沿って設定された所定幅の線状の領域からなる。接合部51は、溶着によりケース2における凹部21の周囲に接合されている。そのため、接合部51とケース2とが粘着材にて接合される構成とは異なり、保護シート5の下面には粘着材が付着していない。本実施形態では、接合部51は、レーザ溶着によってケース2における凹部21の周囲に接合されている。接合部51は、溝221を除いた凹部21の周囲の略全周に亘って、ケース2と接合されている。
押圧部52は、可動部材3の受圧部31に対向する。ここでは、保護シート5のうち、中央部となる円形状の部分が押圧部52を構成する。押圧部52は基材部20の一面211に対して平行な平坦部である。
中間部53は、接合部51と押圧部52との間にある。ここでは、保護シート5のうち、接合部51及び押圧部52を除いた部分が中間部53を構成する。つまり、保護シート5において、接合部51に囲まれた部分のうち押圧部52以外の部分は、全て中間部53となる。本実施形態では、中間部53の少なくとも一部は可動部材3から離間している。中間部53は、内周側(押圧部52側)ほど、基材部20の一面211から離れるように、基材部20の一面211に対して傾斜している。
押圧体7は、保護シート5の押圧部52と可動部材3の受圧部31との間に配置されている。押圧体7は、合成樹脂製であって、電気絶縁性を有している。押圧体7は、上下方向に扁平な円盤状である。押圧体7は、押圧体7の下面を受圧部31の上面に接触させた状態で、可動部材3の上方に配置されている。押圧体7の上面は、例えばレーザ溶着によって押圧部52の下面に接合されている。
押圧体7は、保護シート5の押圧部52に加わる操作力を可動部材3の受圧部31に伝達する。つまり、押圧部52に上方から操作力が作用すると、この操作力は押圧体7を介して受圧部31に伝達され、受圧部31に上方から作用する。これにより、押圧部52が押されることによって、受圧部31が押圧体7を介して間接的に操作される。
(2.2)動作
次に、上述した構成のプッシュスイッチ1の動作について、図6A〜図7Bを参照して説明する。図6A〜図7Bでは、図5に相当するプッシュスイッチ1の断面を概略的に示した図である。ここで、可動部材3については、貫通孔32が設けられていない場合の可動部材3の形状を、貫通孔32内に想像線(二点鎖線)で示している。
次に、上述した構成のプッシュスイッチ1の動作について、図6A〜図7Bを参照して説明する。図6A〜図7Bでは、図5に相当するプッシュスイッチ1の断面を概略的に示した図である。ここで、可動部材3については、貫通孔32が設けられていない場合の可動部材3の形状を、貫通孔32内に想像線(二点鎖線)で示している。
プッシュスイッチ1は、常開型のスイッチであって、操作時には、保護シート5の押圧部52が押操作されることによって、押圧部52を介して押圧体7に下向きの操作力が作用する。図6Aは、プッシュスイッチ1の非操作時(押操作されていない状態)を表し、図6Bは、プッシュスイッチ1の操作時においてプッシュスイッチ1がオンした直後を表す。図7Aは、プッシュスイッチ1の操作時においてオーバーストロークの発生時を表しており、図7Bは、図7Aの領域Z1の拡大図である。
まず、押圧体7を介して上方から受圧部31に操作力が作用すると、図6A及び図6Bに示すように、受圧部31が凹部21の底面(一面211)に近づく向き(下方)に押されて、可動部材3が徐々に変形する。そして、受圧部31に作用する操作力の大きさが所定値を超えると、可動部材3は勢いよく座屈して大きく変形する。このとき、受圧部31に作用する本体部30の弾性力が急激に変化する。このような可動部材3のいわゆる反転動作によって、本体部30は、一例として、中央部(受圧部31)が下方に凸となるように湾曲したドーム状等に変形する。したがって、プッシュスイッチ1を押操作するユーザ(操作者)には、可動部材3の変形に伴って節度感(クリック感)が与えられる。
可動部材3の変形に伴って、受圧部31の下面が接触片40の連結部43の突起部431に接触し、連結部43が可動部材3に押されることにより、連結部43を撓ませながら可動接点部42が下方に変位する。図6Bに示すように、可動接点部42が第1固定接点部611に接触する位置まで変位すると、プッシュスイッチ1がオンになる。図6Bに示す状態では、接触片40は基材部20の一面211に対して平行となる。この状態では、第1金属部材61及び第2金属部材62との間が導通する。
また、図6Bに示す状態から、更に受圧部31が押操作されることで、図7Aに示すように、接触片40の連結部43が更に下方に撓むことにより、受圧部31の更なる変位(いわゆるオーバーストローク)が生じる。このとき、窪み部23は接触片40の干渉を回避する逃しのための空間として機能する。言い換えれば、接触片40は、連結部43が可動部材3に押されて第1固定接点部611に可動接点部42が接触した状態から、更に連結部43が可動部材3に押された場合に、窪み部23内に連結部43が進入した形に変形する。このプッシュスイッチ1では、プッシュスイッチ1がオンする位置ではなく、図7Aに示すように、プッシュスイッチ1がオンする位置から更に受圧部31が押し込まれた位置が、受圧部31の可動範囲の終点となる。そのため、プッシュスイッチ1では、プッシュスイッチ1がオンする位置から受圧部31の可動範囲の終点まで受圧部31が移動する分だけ、操作荷重が急増するタイミングを遅らせることができる。
このように、オーバーストロークが生じた状態では、接触片40は、図7Bに示すように、先端(可動接点部42の右端)が第1固定接点部611から離れる向きに反り返ることになる。つまり、接触片40の先端部(右端部)付近は、基材部20の一面211に対して右上がりとなるように傾斜した状態となる。この状態において、接触片40の先端部に設けられた可動接点部42は、可動部材3に形成された貫通孔32に挿入されることになり、可動接点部42と可動部材3との干渉が回避される。
一方、本体部30が例えば下方に凸となるドーム状等に変形した状態で、受圧部31に作用する操作力が無くなると、可動部材3は、可動部材3の復元力によって中央部(受圧部31)が上方に凸となるように湾曲したドーム状に復元(変形)する。このとき、受圧部31に作用する本体部30の弾性力が急激に変化するため、本体部30は、元の形状(中央部が上方に凸となるドーム状)に、勢いよく復元(変形)する。したがって、プッシュスイッチ1を押操作するユーザ(操作者)には、押操作の解除時、可動部材3の変形に伴って節度感(クリック感)が与えられる。そして、本体部30が上向きに凸となるドーム状になると、図6Aに示すように、接触片40の先端部である可動接点部42が第1固定接点部611から離れて、プッシュスイッチ1がオフになる。この状態では、第1金属部材61及び第2金属部材62との間が非導通となる。
(3)変形例
以下、上記実施形態の変形例について列挙する。
以下、上記実施形態の変形例について列挙する。
上記実施形態では、基材部20がケース2の一部である場合について説明したが、基材部20はケース2の一部に限らず、例えば、プリント基板(配線基板)の一部であってもよい。この場合、基材部20であるプリント基板の一面211上に、可動部材3及び接触片40が配置されることになる。
また、プッシュスイッチ1は、凹部21の開口形状が、略正方形状に限らず、例えば長方形状、円形状、又は長円形状等であってもよい。この構成では、凹部21の開口形状に合わせて、可動部材3、接触部材4、及び保護シート5の形状が決定されることになる。さらに、可動部材3に形成された孔33(貫通孔32)の形状は、木の葉状に限らず、例えば三角形状、矩形状、台形状、又は長円形状等であってもよい。一例として、図8に示すように、複数の孔33(貫通孔32)は、いずれも上面視において扇状に形成されていてもよい。ここでいう「扇状」とは、互いに交差する2本の直線と、これら2本の直線における交点とは反対側の端部同士をつなぐ円弧とによって囲まれた形状である。図8の例では、2本の直線の交点、及び各直線における円弧との交点に生じる角部は、それぞれ上面視において丸みを帯びた形状(アール状)に形成されている。可動部材3に形成された孔33の数は3つに限らず、1つでもよい。ただし、可動部材3の大きさ又は加工作業を考慮すれば、孔33は2〜5つ程度設けられていることが好ましい。
また、プッシュスイッチ1のストローク長は、適宜設定可能である。例えば、プッシュスイッチ1は、ストローク長が比較的短い短ストロークタイプ、ストローク長が比較的長い長ストロークタイプ、又は短ストロークタイプと長ストロークタイプとの中間に該当する中ストロークタイプのいずれであってもよい。また、プッシュスイッチ1は、第1接点及び第2接点を有する2段動作タイプであってもよい。2段動作タイプのプッシュスイッチ1は、押圧部52が押されるとまず第1接点がオンし、第1接点がオンした状態から更に押圧部52が押されることによって第2接点がオンする。2段動作タイプのプッシュスイッチ1では、例えば異なる操作力で座屈する2つの金属板が組み合わされて、可動部材3が構成される。さらに、プッシュスイッチ1は、常開型に限らず、操作時にのみオフになる、常閉型であってもよい。
また、ケース2における凹部21の周囲の少なくとも一部に形成された溝221は省略されていてもよい。この場合、保護シート5は、凹部21の開口面を塞いで凹部21内を密閉状態とすることができる。これにより、保護シート5は、例えば水及びフラックス等が凹部21内へ浸入することを防止し、凹部21内に収納された接点部等を、水及びフラックス等から保護する。
また、第1固定接点部611は基材部20の一面211と面一であってもよい。ただし、上記実施形態のように、第1固定接点部611が基材部20の一面211から突出している構成の方が、第1固定接点部611が基材部20の一面211と面一の構成に比べて、オーバーストローク量を大きく確保できる。さらに、第1固定接点部611に対向する可動接点部42が、第1固定接点部611に向かって突出する構成であってもよい。
また、支持台213の上面と、第1固定接点部611の上面と、一対の第2固定接点部621の上面とは、面一でなくてもよい。すなわち、基材部20の一面211からの突出量は、例えば、支持台213と一対の第2固定接点部621とで同一で、第1固定接点部611のみが異なっていてもよい。さらに、支持台213と一対の第2固定接点部621との間においても、基材部20の一面211からの突出量が異なっていてもよい。支持台213の上面と、一対の第2固定接点部621の上面とが、面一でない場合でも、支持枠44は、支持台213、及び一対の第2固定接点部621によって基材部20の一面211上に支持可能である。例えば、支持台213における基材部20の一面211からの突出量が、一対の第2固定接点部621の突出量より大きい場合、支持枠44は、右下がりの姿勢で基材部20の一面211上に支持される。又は、支持台213における基材部20の一面211からの突出量が、一対の第2固定接点部621の突出量より小さい場合、支持枠44は、右上がりの姿勢で基材部20の一面211上に支持される。プッシュスイッチ1の押操作時を含めて支持枠44が一対の第2固定接点部621に安定して接触できるのであれば、支持枠44は、このように基材部20の一面211に対して傾斜した状態で支持されていてもよい。
また、接触部材4の下面の導電層は接触部材4の下面の全面に形成される構成に限らず、例えば、一対の第2固定接点部621との接触箇所及び可動接点部42に、部分的に導電層が形成されていてもよい。さらにまた、接触部材4の下面の導電層は適宜省略されていてもよい。この場合において、接触部材4の一部、又は全体が導電性を有する材料にて構成されることにより、接触部材4の導電性が確保されることが好ましい。
また、プッシュスイッチ1は、機器の操作部に用いられて人に操作される構成に限らず、例えば機器の検知部等に用いられてもよい。プッシュスイッチ1が機器の検知部に用いられる場合、プッシュスイッチ1は、例えばリミットスイッチとしてアクチュエータ等の機械部品の位置検出に用いられる。
また、可動部材3は、一枚板に限らず、重ね合された複数枚の金属板にて構成されていてもよい。この場合、重ね合される金属板の枚数によって、可動部材3が座屈するために必要な操作力の大きさが変化し、プッシュスイッチ1の操作感触が変化する。
また、押圧体7は、押圧部52と受圧部31との間に限らず、例えば押圧部52の上方に配置されていてもよい。この場合、押圧体7の下面が保護シート5の上面に接合される。この構成では、押圧体7に作用する操作力が、押圧部52を介して受圧部31に伝達される。
また、保護シート5は、押圧部52及び中間部53にて凹部21を覆っていればよく、凹部21の全体を覆っていることはプッシュスイッチ1に必須の構成ではない。例えば保護シート5の一部に、孔が形成されていてもよい。また、中間部53は、可動部材3から離間していなくてもよく、例えば中間部53の一部が、可動部材3に接していてもよい。
(4)まとめ
以上説明したように、第1の態様に係るプッシュスイッチ1は、(第1)固定接点部611と、基材部20と、接触片40と、可動部材3と、を備える。基材部20は、固定接点部611を保持する。接触片40は、操作方向(上下方向)において基材部20の一面211と対向する位置に配置される。可動部材3は、受圧部31を有し、接触片40に対して操作方向における基材部20の一面211とは反対側の位置に配置される。可動部材3は、受圧部31の周囲に、可動部材3を操作方向に貫通する貫通孔32を有する。接触片40は、基材部20に支持される支持部41と、固定接点部611に接する位置と固定接点部611から離れる位置との間を移動する可動接点部42と、支持部41と可動接点部42とを連結する連結部43と、を有する。接触片40は、受圧部31が基材部20の一面211に近づく向きに押されて可動部材3が変形すると、連結部43が可動部材3に押されて、可動接点部42が操作方向に沿って変位するように構成されている。可動接点部42は、操作方向において貫通孔32と対向する位置に配置されており、操作方向に貫通孔32を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
以上説明したように、第1の態様に係るプッシュスイッチ1は、(第1)固定接点部611と、基材部20と、接触片40と、可動部材3と、を備える。基材部20は、固定接点部611を保持する。接触片40は、操作方向(上下方向)において基材部20の一面211と対向する位置に配置される。可動部材3は、受圧部31を有し、接触片40に対して操作方向における基材部20の一面211とは反対側の位置に配置される。可動部材3は、受圧部31の周囲に、可動部材3を操作方向に貫通する貫通孔32を有する。接触片40は、基材部20に支持される支持部41と、固定接点部611に接する位置と固定接点部611から離れる位置との間を移動する可動接点部42と、支持部41と可動接点部42とを連結する連結部43と、を有する。接触片40は、受圧部31が基材部20の一面211に近づく向きに押されて可動部材3が変形すると、連結部43が可動部材3に押されて、可動接点部42が操作方向に沿って変位するように構成されている。可動接点部42は、操作方向において貫通孔32と対向する位置に配置されており、操作方向に貫通孔32を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている。
この構成によれば、プッシュスイッチ1の操作感触は可動部材3にて確保され、電気的な接続については接触片40にて実現される。すなわち、プッシュスイッチ1においては、操作感触の確保と電気的な接続とが、可動部材3と接触片40とで分担されているので、操作感触と電気的な接続状態とを別々に設計することができる。したがって、プッシュスイッチ1では、電気的な接続状態の制約を受けることなく、多様な操作感触を実現可能である。しかも、可動接点部42が操作方向に変位したときに、貫通孔32にて、可動接点部42と可動部材3との干渉を回避することができるので、操作方向における可動部材3と接触片40との間の距離を小さく設定することができる。したがって、可動部材3のみで操作感触の確保と電気的な接続との両方を担う構成に比較して、可動部材3と基材部20の一面211との間に接触片40を追加しながらも、操作方向におけるプッシュスイッチ1の寸法の増大を小さく抑えることができる。その結果、低背化を図りながらも、多様な操作感触を実現可能である、という利点がある。
第2の態様に係るプッシュスイッチ1は、第1の態様において、接触片40は、固定端を支持部41とし、自由端を可動接点部42とする片持ち梁状であることが好ましい。この構成によれば、比較的簡単な構成で、可動接点部42のストロークを十分に確保することができる。ただし、接触片40が片持ち梁状であることはプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、例えば接触片40は両持ち梁状であってもよい。この場合、可動接点部42は接触片40の長手方向の中央部に設けられてもよいし、長手方向の両端部に設けられてもよい。
第3の態様に係るプッシュスイッチ1は、第1又は2の態様において、基材部20は、一面211のうち操作方向において連結部43と対向する位置に、連結部43から離れる向きに窪んだ窪み部23を有することが好ましい。この構成によれば、窪み部23の分だけ連結部43の移動範囲を拡大することができ、プッシュスイッチ1のストローク長の拡大に繋がる。ただし、窪み部23はプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、窪み部23は適宜省略されてもよい。
第4の態様に係るプッシュスイッチ1は、第3の態様において、接触片40は、連結部43が可動部材3に押されて固定接点部611に可動接点部42が接触した状態から、更に連結部43が可動部材3に押された場合に、窪み部23内に連結部43が進入した形に変形可能に構成されていることが好ましい。この構成によれば、連結部43の逃しのための空間が窪み部23にて形成されるので、可動接点部42が固定接点部611に接触後に更に受圧部31が押操作されることで、受圧部31の更なる変位(オーバーストローク)が可能になる。オーバーストロークタイプのプッシュスイッチ1では、プッシュスイッチ1がオンする位置から受圧部31の可動範囲の終点まで受圧部31が移動する分だけ、操作荷重が急増するタイミングを遅らせることができる。そのため、実際にプッシュスイッチ1を操作(押操作)するユーザ(操作者)が感じる疲労を軽減できる。ただし、オーバーストロークを生じることはプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、プッシュスイッチ1はオーバーストロークタイプでなくてもよい。
第5の態様に係るプッシュスイッチ1は、第1〜4のいずれかの態様において、連結部43は、操作方向において基材部20の一面211とは反対側に突出する突起部431を有することが好ましい。この場合、接触片40は、受圧部31が押されたときに突起部431にて可動部材3と接触するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、接触片40は、突起部431にて安定して受圧部31からの押圧力を受けることができる。つまり、接触片40は突起部431にて可動部材3と接触することにより、接触片40の製造時に生じた捻じれなどの影響で、接触片40における可動部材3との接触位置にずれが生じることを抑制できる。ただし、突起部431はプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、突起部431は適宜省略可能である。
第6の態様に係るプッシュスイッチ1は、第1〜5のいずれかの態様において、基材部20は、凹部21を有するケース2の少なくとも一部であって、接触片40は、導電性を有する接触部材4の少なくとも一部であることが好ましい。この場合、基材部20の一面211は、凹部21の底面であって、可動部材3及び接触部材4は、凹部21内に配置されていることが好ましい。この構成によれば、可動部材3及び接触部材4をケース2の凹部21内に収納することで、プッシュスイッチ1を独立した1つの装置として扱うことが可能である。ただし、基材部20が凹部21を有するケース2の少なくとも一部であることはプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、基材部20は例えばプリント基板の一部であってもよい。
第7の態様に係るプッシュスイッチ1は、第6の態様において、基材部20は、固定接点部である第1固定接点部611とは電気的に絶縁された第2固定接点部621を更に有することが好ましい。この場合、第1固定接点部611及び第2固定接点部621は、基材部20の一面211上に互いに離れて配置されていることが好ましい。この場合、接触部材4は、接触片40と、第2固定接点部621に対して常に接触する支持枠44と、を有することが好ましい。この場合、接触片40は、操作方向において第1固定接点部611に対向する位置に可動接点部42が位置するように、支持枠44の一部から基材部20の一面211に沿って突出していることが好ましい。この構成によれば、略平板状の簡単な形状の接触部材4を用いて、第1固定接点部611及び第2固定接点部621間の導通/非導通を切り替える構成を実現できる。そのため、凹部21内における第1固定接点部611及び第2固定接点部621等の配置の自由度が高くなる。ただし、第2固定接点部621はプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、例えば接触片40と第1固定接点部611との間の導通/非導通が切り替わる構成であってもよい。
第8の態様に係るプッシュスイッチ1は、第6又は7の態様において、ケース2は、凹部21の内側面212の少なくとも一部に、移動規制部214を有することが好ましい。移動規制部214は、接触部材4及び可動部材3に接触することにより、基材部20の一面211に沿う面内での接触部材4及び可動部材3の移動を規制することが好ましい。この構成によれば、基材部20の一面211に沿う面内において、接触部材4及び可動部材3を定位置に位置決めすることができる。しかも、凹部21の内側面212の少なくとも一部で位置決めを行うので、ケース2に対して接触部材4及び可動部材3を組み込む作業が容易である。ただし、移動規制部214はプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、移動規制部214は適宜省略されてもよい。
第9の態様に係るプッシュスイッチ1は、第6〜8のいずれかの態様において、可動部材3は、受圧部31及び貫通孔32を含む本体部30と、操作方向の一方から見て本体部30の外周縁から四方に突出する4つの脚部34と、を有することが好ましい。この構成によれば、4つの脚部34の分だけ受圧部31の移動距離を延長することができ、プッシュスイッチ1のストローク長の拡大に繋がる。ただし、可動部材3が4つの脚部34を有することはプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、可動部材3は脚部34を有さなくてもよいし、1〜3つ、又は5つ以上の脚部を有していてもよい。
第10の態様に係るプッシュスイッチ1は、第6〜9のいずれかの態様において、可動部材3は、受圧部31の周囲において、同一形状であって受圧部31の周方向に等間隔に配置された複数の孔33を有することが好ましい。この場合、貫通孔32は、複数の孔33の1つであることが好ましい。この構成によれば、可動部材3に形成された複数の孔33の形状及び数によって、可動部材3の剛性、つまりプッシュスイッチ1の操作荷重の大きさを調節することができる。しかも、複数の孔33が受圧部31の周方向に等間隔に配置されていることで、受圧部31の周方向において可動部材3を均等に変形させることができる。貫通孔32による可動接点部42との干渉の回避、及び適切な操作荷重を考慮すれば、可動部材3に形成される孔33の数は3つであることが好ましい。ただし、可動部材3が同一形状であって受圧部31の周方向に等間隔に配置された複数の孔33を有することはプッシュスイッチ1に必須の構成ではない。例えば、孔33は1つ(貫通孔32)のみであってもよいし、また、複数の孔33は同一形状でなくてもよく、等間隔でなくてもよい。
第11の態様に係るプッシュスイッチ1は、第6〜10のいずれかの態様において、ケース2における凹部21の周囲に接合され、凹部21を覆う保護シート5を更に備えることが好ましい。この場合、ケース2は、凹部21の周囲の少なくとも一部に、保護シート5との間に隙間を形成する溝221を有し、ケース2と保護シート5との間には、溝221によって凹部21の内部と凹部21の外部とを繋ぐ通気孔222が形成されていることが好ましい。この構成によれば、プッシュスイッチ1の押操作時に、通気孔222を通して凹部21の内部と凹部21の外部との間で空気の流通が可能となる。したがって、プッシュスイッチ1の押操作時に凹部21内の空気が圧縮されることに起因した操作感触の劣化を抑制でき、比較的小さな操作荷重を実現できる。さらに、操作後の復帰動作時(可動部材3の復元時)においても、通気孔222を通して凹部21内に空気が流入するため、復帰動作も良好になる。ただし、溝221はプッシュスイッチ1に必須の構成ではなく、溝221は適宜省略されてもよい。
1 プッシュスイッチ
2 ケース
3 可動部材
4 接触部材
5 保護シート
20 基材部
21 凹部
23 窪み部
30 本体部
31 受圧部
32 貫通孔
33 孔
34 脚部
40 接触片
41 支持部
42 可動接点部
43 連結部
44 支持枠
211 一面(凹部の底面)
212 内側面
214 移動規制部
221 溝
222 通気孔
431 突起部
611 (第1)固定接点部
621 第2固定接点部
2 ケース
3 可動部材
4 接触部材
5 保護シート
20 基材部
21 凹部
23 窪み部
30 本体部
31 受圧部
32 貫通孔
33 孔
34 脚部
40 接触片
41 支持部
42 可動接点部
43 連結部
44 支持枠
211 一面(凹部の底面)
212 内側面
214 移動規制部
221 溝
222 通気孔
431 突起部
611 (第1)固定接点部
621 第2固定接点部
Claims (11)
- 固定接点部と、
前記固定接点部を保持する基材部と、
操作方向において前記基材部の一面と対向する位置に配置される接触片と、
受圧部を有し、前記接触片に対して前記操作方向における前記基材部の前記一面とは反対側の位置に配置される可動部材と、を備え、
前記可動部材は、前記受圧部の周囲に、前記可動部材を前記操作方向に貫通する貫通孔を有し、
前記接触片は、前記基材部に支持される支持部と、前記固定接点部に接する位置と前記固定接点部から離れる位置との間を移動する可動接点部と、前記支持部と前記可動接点部とを連結する連結部と、を有し、
前記接触片は、前記受圧部が前記基材部の前記一面に近づく向きに押されて前記可動部材が変形すると、前記連結部が前記可動部材に押されて、前記可動接点部が前記操作方向に沿って変位するように構成されており、
前記可動接点部は、前記操作方向において前記貫通孔と対向する位置に配置されており、前記操作方向に前記貫通孔を貫通可能な大きさ及び形状に形成されている
プッシュスイッチ。 - 前記接触片は、固定端を前記支持部とし、自由端を前記可動接点部とする片持ち梁状である
請求項1に記載のプッシュスイッチ。 - 前記基材部は、前記一面のうち前記操作方向において前記連結部と対向する位置に、前記連結部から離れる向きに窪んだ窪み部を有する
請求項1又は2に記載のプッシュスイッチ。 - 前記接触片は、前記連結部が前記可動部材に押されて前記固定接点部に前記可動接点部が接触した状態から、更に前記連結部が前記可動部材に押された場合に、前記窪み部内に前記連結部が進入した形に変形可能に構成されている
請求項3に記載のプッシュスイッチ。 - 前記連結部は、前記操作方向において前記基材部の前記一面とは反対側に突出する突起部を有し、
前記接触片は、前記受圧部が押されたときに前記突起部にて前記可動部材と接触するように構成されている
請求項1〜4のいずれか1項に記載のプッシュスイッチ。 - 前記基材部は、凹部を有するケースの少なくとも一部であって、
前記接触片は、導電性を有する接触部材の少なくとも一部であって、
前記基材部の前記一面は、前記凹部の底面であって、
前記可動部材及び前記接触部材は、前記凹部内に配置されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載のプッシュスイッチ。 - 前記基材部は、前記固定接点部である第1固定接点部とは電気的に絶縁された第2固定接点部を更に有し、
前記第1固定接点部及び前記第2固定接点部は、前記基材部の前記一面上に互いに離れて配置されており、
前記接触部材は、前記接触片と、前記第2固定接点部に対して常に接触する支持枠と、を有し、
前記接触片は、前記操作方向において前記第1固定接点部に対向する位置に前記可動接点部が位置するように、前記支持枠の一部から前記基材部の前記一面に沿って突出している
請求項6に記載のプッシュスイッチ。 - 前記ケースは、前記凹部の内側面の少なくとも一部に、
前記接触部材及び前記可動部材に接触することにより、前記基材部の前記一面に沿う面内での前記接触部材及び前記可動部材の移動を規制する移動規制部を有する
請求項6又は7に記載のプッシュスイッチ。 - 前記可動部材は、前記受圧部及び前記貫通孔を含む本体部と、前記操作方向の一方から見て前記本体部の外周縁から四方に突出する4つの脚部と、を有する
請求項6〜8のいずれか1項に記載のプッシュスイッチ。 - 前記可動部材は、前記受圧部の周囲において、同一形状であって前記受圧部の周方向に等間隔に配置された複数の孔を有し、
前記貫通孔は、前記複数の孔の1つである
請求項6〜9のいずれか1項に記載のプッシュスイッチ。 - 前記ケースにおける前記凹部の周囲に接合され、前記凹部を覆う保護シートを更に備え、
前記ケースは、前記凹部の周囲の少なくとも一部に、前記保護シートとの間に隙間を形成する溝を有し、
前記ケースと前記保護シートとの間には、前記溝によって前記凹部の内部と前記凹部の外部とを繋ぐ通気孔が形成されている
請求項6〜10のいずれか1項に記載のプッシュスイッチ。
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