WO2013129052A1 - プッシュスイッチ - Google Patents

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WO2013129052A1
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conductive disc
disc spring
accommodating recess
insulating housing
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壮太 川島
諒太郎 大石
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Smk株式会社
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    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/48—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using buckling of disc springs
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Definitions

  • the present invention relates to a push switch using a conductive disc spring that is curved upward as a movable contact plate, and more particularly to a push switch in which a spring accommodating recess for accommodating the conductive disc spring is sealed by a flexible sheet.
  • a push switch using a conductive disc spring is known (Patent Document 1).
  • the basic structure of this conventional push switch 100 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the push switch 100 is formed on a conductive disc spring 3 from a flat surface on an insulating housing 101 having a square outline.
  • a cylindrical spring accommodating recess 103 for positioning and accommodating is provided in the insulating housing 101.
  • the common terminal 4 and the switching terminal 5 are integrally formed so as to be insulated from each other.
  • the common terminal 4 and the switching terminal 5 are each formed by pressing a conductive metal plate and projecting the common contact 4a of the common terminal 4 and the selection contact 5a of the switching terminal 5 in a convex shape upward as shown in the figure.
  • the pair of common contacts 4a are exposed at the periphery of the inner bottom surface of the spring accommodating recess 103, and the selection contact 5a is exposed at the center of the inner bottom surface.
  • the conductive disc spring 3 is formed in a shape in which a disk-shaped metal plate is bent upward, and its peripheral portion is placed on the pair of common contacts 4 a and is accommodated in the spring accommodating recess 103.
  • the conductive disc spring 3 that does not receive an external force always has a peripheral portion in contact with the common contact 4a, and the central portion 3a is located above the selection contact 5a in the vertical direction and is insulated from the selection contact 5a.
  • the central portion 3a of the conductive disc spring 3 is pushed down by a certain length or more, the conductive disc spring 3 is rapidly reversed, the descending central portion 3a contacts the selection contact 5a, and the common contact 4a and the selection contact 5a are bridged. Entangling closes the circuit of the push switch 100.
  • the cylindrical inner diameter of the spring accommodating recess 103 is slightly longer than the diameter of the conductive disc spring 3, and therefore the conductive disc spring 3 is loosely fitted in the spring accommodating recess 103, and the inner wall surface 103 a of the spring accommodating recess 103.
  • the central portion 3a is positioned so as to be able to be reversed so as not to be displaced from the vertical direction of the selection contact 5a.
  • the size of the conductive disc spring 3 is, for example, as small as 5 mm in diameter and about 0.25 mm from the peripheral portion to the center portion 3 a, so that the common contact 4 a and the selection contact 5 a and the conductive disc spring 3 are small.
  • the upper opening of the spring accommodating recess 103 that accommodates the conductive disc spring 3 is covered with the flexible sheet 2 in close contact with the flat surface of the insulating housing 101, and the spring accommodating recess 103 is sealed off from the outside. .
  • the switching operation is performed by pressing down the flexible sheet 2 covering the upper side of the conductive disc spring 3 and pressing down the conductive disc spring 3 through the flexible sheet 2. In this operation, a pressing operation force is applied to the central portion 3a of the conductive disc spring 3, and a pressing protrusion is formed on the portion of the flexible sheet 2 in the vertical direction of the central portion 3a so as to perform a reverse operation in a normal posture.
  • FIG. 9 is a load-displacement diagram showing the relationship between the operation load P applied to the conductive disc spring 3 and the displacement (push-down stroke) X of the conductive disc spring 3, and in FIG. The relationship between the operation load P and the displacement X of the electroconductive disc spring 3 itself in the state which is not sealed is shown.
  • the displacement X of the conductive disc spring 3 is proportional to the operating load P until the operating load P reaches 2.7 N (P1a).
  • the disc spring 3 is closed when the switch circuit is closed with a slight stroke of about 0.25 mm.
  • the tact feeling by reversing is transmitted to the operator, and the operation feeling of the switch operation is obtained.
  • This tact feeling depends on the drop load (1.7N) which is the difference between P1a and P2a, and the drop load becomes smaller as the conductive disc spring 3 becomes smaller and thinner. In order to make it generate
  • the spring accommodating recess 103 accommodating the conductive disc spring 3 for dustproof and waterproof purposes is covered with the flexible sheet 2 and completely sealed.
  • FIG. 9B shows the relationship between the operation load P and the displacement X in a state where the spring accommodating recess 103 is sealed, and as shown in the figure, the operation load P1b when reversing increases to 3.0N.
  • the operation load P2b after the reversal further increases to 1.7N, and the drop load (P2b ⁇ P1b), which is the difference between the two, decreases to 1.3N.
  • the drop load at the time of input operation is reduced, and in particular, a push using a small conductive disc spring is required for downsizing.
  • the switch has a problem that a clear tact feeling cannot be obtained.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and a push switch that generates a clear tact feeling even when a spring accommodating recess for accommodating a conductive disc spring is sealed with a flexible sheet. The purpose is to provide.
  • the push switch according to claim 1 comprises an insulating housing having a spring receiving recess recessed from a plane, a common contact and a selection contact exposed on the inner bottom surface of the spring receiving recess, and a curve formed upward.
  • the peripheral part is placed on the common contact, the central part is spaced apart from the selected contact, and the conductive disc spring is accommodated in the spring accommodating recess, and is closely attached to the plane of the insulating housing.
  • a side wall of an insulating housing that surrounds the spring housing recess Is formed with a substantially equal thickness along the outer surface of the insulating housing, and the spring accommodating recess has a contour shape along the inner side of the contour of the outer surface of the insulating housing,
  • the positioning projection for positioning the conductive belleville spring as eccentric part is disposed on the vertical line of the selected contacts, characterized in that projecting from the spring accommodating recess from the site of at least two portions of the insulating housing.
  • an air pocket is formed around the positioning projection to enlarge the volume of the spring accommodating recess. Since the volume of the spring accommodating recess expands, the increase in the internal pressure of the spring accommodating recess when the flexible sheet is pushed down until the conductive disc spring reverses is suppressed, and the tact feeling that is maintained at a constant drop load is achieved. appear. Even if the spring accommodating recess is enlarged, the central part of the conductive disc spring is positioned on the positioning projection so that it is positioned on the vertical line of the selected contact. Contact.
  • the push switch according to claim 2 is characterized in that the inner wall surface of the positioning protrusion facing the conductive disc spring is a concave curved surface along the arcuate periphery of the conductive disc spring. Since it is guided by the concave curved surface of the positioning projection along the periphery of the conductive disc spring, the conductive disc spring can be positioned with a small number of positioning projections.
  • the push switch according to claim 3 is characterized in that the positioning protrusion protrudes upward from the inner bottom surface of the spring accommodating recess. An air pocket is formed between the side wall and the positioning projection to increase the volume of the spring accommodating recess.
  • the insulating housing is downsized and a small conductive disc spring is used as the movable contact plate, a clear tact feeling can be obtained during the pressing operation.
  • the number of positioning protrusions protruding in the spring accommodating recess can be reduced, and a simplified structure can be obtained.
  • the spring accommodating recess having a larger volume can be formed in the insulating housing having a limited size.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a push switch 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the push switch 1.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the push switch 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of the insulating housing 6.
  • FIG. 5 shows a load ⁇ showing the relationship (c) between the operation load P for depressing the push switch 1 and the displacement (push-down stroke) X of the conductive disc spring 3 compared with the relationship (b) of the conventional push switch 100 ⁇ It is a displacement figure.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the push switch 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a conventional push switch 100.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the push switch 100.
  • FIG. 9 is a load-displacement diagram showing the relationship between the operation load P for depressing the push switch 100 and the displacement X of the conductive disc spring 3.
  • the push switch 1 includes an insulating housing 6 in which a common terminal 4 and a switching terminal 5 are integrally insulated and attached, a conductive disc spring 3 that is a movable contact plate, and a flexible And a sheet 2.
  • the insulating housing 6 is formed in a thick plate shape by an insulating synthetic resin, and a side wall 61 having substantially the same thickness is formed along a square outline so that the inner side is a conductive dish.
  • a spring accommodating recess 7 for accommodating the spring 3 is formed.
  • the common terminal 4 is formed by integrally forming a strip-shaped piece obtained by punching a conductive metal plate by press molding and bending both sides upward, and a pair of branch pieces that branch from the middle of the strip-shaped piece to the side.
  • a common contact 4a is formed on the tip end side of the piece and protrudes upward from the back side.
  • the common terminal 4 is insert-molded when the insulating housing 6 is molded, and protrudes from the opposing side wall 61 along the bottom surface of the insulating housing 6 as shown in FIG. Both sides of the strips are common terminal legs 4b soldered to the conductive pattern of the printed wiring board on which the push switch 1 is mounted.
  • the pair of common contacts 4a is exposed on the inner bottom surface of the spring accommodating recess 7 inside the pair of opposing side walls 61.
  • the conductive disc spring 3 has its peripheral edge portion 3b placed on each common contact 4a and is stretched over the pair of common contacts 4a. Therefore, the pair of common contacts 4a are circular conductive plates.
  • the spring 3 is exposed on the inner bottom surface of the spring accommodating recess 7 with an interval substantially equal to the diameter of the spring 3.
  • the switching terminal 5 is formed by integrally forming a strip-shaped piece obtained by punching a conductive metal plate by press molding and bending both sides upward and a disc-shaped branch piece that branches at the center of the strip-shaped piece.
  • a selection contact 5a is formed on the concentric circle so as to project from the back side and protrude upward.
  • the switching terminal 5 is also insert-molded when the insulating housing 6 is molded, and in a state of being integrally formed with the insulating housing 6, both sides of the strips protruding from the opposite side walls 61 along the bottom surface of the insulating housing 6 are printed.
  • the switching terminal leg 5b is soldered to the conductive pattern of the wiring board.
  • the selection contact 5a is exposed at a substantially central portion of the inner bottom surface of the spring accommodating recess 7 which is an intermediate position between the pair of common contacts 4a.
  • the conductive disc spring 3 is formed by punching a metal plate having a spring property, for example, a stainless steel plate, a phosphor bronze plate, or a beryllium copper plate into a disc shape so that the circular center portion 3a becomes the top portion of a gently protruding surface. And curved upward.
  • the conductive disc spring 3 has the circular peripheral edge portion 3b placed on the pair of common contacts 4a, and when the central portion 3a which is the top portion is pushed down, the conductive disc spring 3 reverses and is exposed below the selection contact 5a. To touch. As a result, the common terminal 4 and the switching terminal 5 are brought into conduction via the conductive disc spring 3, and the switch circuit is closed.
  • the plurality of positioning projections 8 are formed from the inner side surface of each side wall 61 along the four sides of the square toward the inside so that the conductive disc spring 3 can be reversed in the spring accommodating recess 7. Is protruding.
  • the inner side surface 8a of each positioning projection 8 is centered on the portion where the selection contact 5a of the spring accommodating recess 7 is exposed, and is the same guide circle 9 (imaginary with a diameter slightly longer than the diameter of the circular conductive disc spring 3). 4), the conductive disc spring 3 is accommodated by each positioning projection 8 so that its central portion 3a is arranged on the vertical line of the selection contact 5a regardless of the reversing operation.
  • the upper opening of the spring accommodating recess 7 that accommodates the conductive disc spring 3 is covered with the flexible sheet 2 that is fixed to the flat surface of the side wall 61 with an adhesive.
  • the flexible sheet 2 can be made of any flexible material such as rubber or synthetic resin as long as the conductive disc spring 3 can be operated by bending the center thereof so that it can be reversed.
  • the height of the central portion (top portion) 3a of the conductive disc spring 3 placed on the pair of common contacts 4a is slightly higher than the plane of the side wall 61. Therefore, as shown in FIG.
  • the flexible sheet 2 fixed to is in contact with the central portion 3 a of the conductive disc spring 3 and is bent along the curved plane of the conductive disc spring 3.
  • the push switch 1 configured in this way solders the common terminal leg portion 4b and the switching terminal leg portion 5b to the conductive pattern formed on the surface of the corresponding printed wiring board and attaches it to the printed wiring board.
  • a through hole 62 is formed by a positioning pin for positioning the common terminal 4 and the switching terminal 5 during insert molding, and both sides of the through hole 62 are connected to the common terminal 4 or the switching terminal 5.
  • the printed wiring board are covered with each other, and the space between the periphery of the bottom surface of the insulating housing 6 and the printed wiring board is sealed with a sealing adhesive, so that the spring accommodating recess 7 is completely sealed from the outside, Even minute dust and water droplets do not enter.
  • the conventional housing using the insulating housing 101 and the conductive disc spring 3 having the same outer shape is used.
  • the volume of the sealed spring accommodating recess 7 is increased.
  • the volume of the conventional spring accommodating recess 103 shown in FIG. 7 is about 4.63 mm 3
  • the volume of the spring accommodating recess 7 of the present embodiment increases to about 5.83 mm 3 .
  • the flexible sheet 7 is pushed down from the position before the push-down operation (displacement X is 0) to the position where the conductive disc spring 3 is reversed (displacement X is 2.5 mm).
  • the internal pressure of the housing recess 7 increases.
  • the volume of the conductive disc spring 3 having a diameter of 5 mm that is commonly accommodated in both is 1.18 mm 3.
  • the volume of the conventional spring housing recess 103 before and after the push-down operation (displacement X changes from 0 to 2.5 mm) is compressed from 3.45 mm 3 to 0.81 mm 3 at a compression ratio of 4.25. If the previous internal pressure (displacement X is 0) is 100 kPa, the pressure rises to 425 kPa.
  • the volume of the spring accommodating recess 7 according to the present embodiment excluding the volume of 1.18 mm 3 of the conductive disc spring 3 when the displacement X changes from 0 to 2.5 mm is 4.65 mm 3 to 2.mm.
  • FIG. 5C shows the relationship between the operation load P of the push switch 1 and the displacement X.
  • the operation load P1c when reversing is 2.8 N, reversing.
  • the subsequent operation load P2c decreases to 1.2N, and the drop load, which is the difference between the two, increases from the conventional 1.3N (P2b-P1b) to 1.6N (P2c-P1c).
  • FIG. 6 shows a push switch 10 according to the second embodiment of the present invention in which all the positioning protrusions 11 are erected from the inner bottom surface of the spring accommodating recess 7, and the push switch 1 is the positioning protrusion 11.
  • the positioning protrusions 11 are erected integrally with the insulating housing 6 from four portions on the inner bottom surface of the spring accommodating recess 7, and each inner side surface 11 a circumscribes a guide circle 9 that is virtually inside the spring accommodating recess 7. ing. Therefore, the conductive disc spring 3 can be reversed by the inner side surface 11a of each positioning projection 11, and the spring accommodating recess is arranged so that the central portion 3a is arranged on the vertical line of the selection contact 5a regardless of the reversing operation. 7 is positioned.
  • the air pool B ' is further formed between the outside of each positioning projection 11 and the side wall 61 as compared with the first embodiment, the volume of the spring accommodating recess 7 is further increased. , And the head load when the conductive disc spring 3 is reversed can be increased.
  • the number of the positioning protrusions 8 and 11 provided in the spring accommodating recess 7 positions the conductive disc spring 3 so that the central portion 3a is on the vertical line of the selection contact 5a regardless of before and after the reversing operation. If possible, the number is arbitrary.
  • the pair of positioning protrusions 8 and 11 are protruded to portions in the spring accommodating recess 7 that are opposed to each other with the exposed position of the selection contact 5 a interposed therebetween, and the inner side surfaces 8 a and 11 a are extended along the periphery of the conductive disc spring 3.
  • the conductive disc spring 3 can be positioned only by the pair of positioning protrusions 8 and 11.
  • the present invention can be variously modified without being limited to the above embodiments.
  • the conductive disc spring 3 is not limited to a disc spring having a circular outline, but a rectangular thin plate along its longitudinal direction. It may be a curved shape.
  • the flexible sheet 2 is pushed down, and the central portion 3a of the conductive disc spring 3 is pushed down.
  • the operation load P of the pushing operation force acts on the central portion 3a in the vertical direction.
  • a pressing protrusion may be formed at a portion of the flexible sheet 2 above the central portion 3a, or an actuator or a push button for pressing down the portion may be disposed on the flexible sheet 2. .
  • the present invention is suitable for a push switch using a minute conductive disc spring as a movable contact plate.

Abstract

　導電性皿バネを収容するバネ収容凹部が可撓性シートで密封されていても、導電性皿バネを収容するバネ収容凹部を、絶縁ハウジングの外側面の輪郭の内側に沿った輪郭の形状とするとともに、導電性皿バネを位置決めする位置決め突起を、絶縁ハウジングの少なくとも２箇所の部位からバネ収容凹部内に突設し、可撓性シートで覆われるバネ収容凹部の容積を拡大させることにより、導電性皿バネを反転動作する際のバネ収容凹部の内圧上昇を抑え、明確なタクトフィーリングを発生する落差加重に保つことが可能であり、明確なタクトフィーリングが発生するプッシュスイッチ。

Description

プッシュスイッチ
　本発明は、上方に湾曲する導電性皿バネを可動接点板として用いたプッシュスイッチに関し、更に詳しくは、導電性皿バネを収容するバネ収容凹部が可撓性シートにより密封されたプッシュスイッチに関する。
　ＡＶ機器の各種入力スイッチ、キーボード入力装置のキースイッチなどには、小型化と微小ストロークでかつ入力操作の際に所定の操作感覚（クリック感）が要求され、これらの要求を満たすスイッチとして、従来から導電性皿バネを用いたプッシュスイッチが知られている（特許文献１）。
　この従来のプッシュスイッチ１００の基本構造を、図７と図８を用いて説明すると、プッシュスイッチ１００は、輪郭が正方形状の厚板に形成された絶縁ハウジング１０１に、平面から導電性皿バネ３を位置決め収容する円筒形のバネ収容凹部１０３が凹設されている。絶縁ハウジング１０１には、コモン端子４と切換端子５が相互に絶縁して一体成形されている。コモン端子４と切換端子５は、それぞれ導電性金属板をプレス加工し、図に示すように、コモン端子４のコモン接点４ａと切換端子５の選択接点５ａを凸状に上方へ打ち出して形成したもので、絶縁ハウジング１０１に一体成形された状態で、一対のコモン接点４ａがバネ収容凹部１０３の内底面の周縁に、選択接点５ａが内底面の中心にそれぞれ露出している。
　導電性皿バネ３は、円盤状の金属板を上方に湾曲させた形状に形成され、その周縁部を一対のコモン接点４ａ上に載置してバネ収容凹部１０３に収容される。従って、外力を受けない導電性皿バネ３は、周縁部がコモン接点４ａに常時接触し、中心部３ａが、選択接点５ａの鉛直方向の上方に位置し、選択接点５ａと絶縁している。
　導電性皿バネ３の中心部３ａを一定長さ以上押し下げると、導電性皿バネ３は急激に反転し、下降する中心部３ａが選択接点５ａに接触し、コモン接点４ａと選択接点５ａが橋絡することによって、プッシュスイッチ１００の回路が閉じる。
　バネ収容凹部１０３の円筒形の内径は、導電性皿バネ３の直径よりわずかに長く、従って、導電性皿バネ３は、バネ収容凹部１０３内に遊嵌され、バネ収容凹部１０３の内壁面１０３ａによって、中心部３ａが選択接点５ａの鉛直方向から位置ずれしないように、反転動作自在に位置決めされる。
　導電性皿バネ３の大きさは、例えば、直径が５ｍｍ、周縁部から中心部３ａまでの高さが０．２５ｍｍ程度と微小であるため、コモン接点４ａや選択接点５ａと導電性皿バネ３との間にわずかな絶縁物が介在しても動作不良の原因となる。そこで、導電性皿バネ３を収容したバネ収容凹部１０３の上方の開口を、絶縁ハウジング１０１の平面に密着させた可撓性シート２で覆い、バネ収容凹部１０３を密封し外部と遮断している。
　スイッチング操作は、導電性皿バネ３の上方を覆う可撓性シート２を押し下げ、可撓性シート２を介して導電性皿バネ３を押し下げて行う。この操作において、導電性皿バネ３の中心部３ａに押し下げ操作力が加わり、正常な姿勢で反転動作するように、中心部３ａの鉛直方向の可撓性シート２の部位に押圧突起が形成され、若しくは、特許文献１に記載のように、中心部３ａを押し下げる押しボタン（図示せず）が別に可撓性シート７上に配設される。
　図９は、導電性皿バネ３への操作荷重Ｐと導電性皿バネ３の変位（押し下げストローク）Ｘの関係を示す荷重−変位図であり、図中（ａ）は、バネ収容凹部１０３が密封されていない状態での導電性皿バネ３自体の操作荷重Ｐと変位Ｘの関係を示している。（ａ）に示すように、操作荷重Ｐが２．７Ｎ（Ｐ１ａ）に達するまで導電性皿バネ３の変位Ｘは、操作荷重Ｐに比例し、Ｐ１ａを越えると急激に反転して中心部３ａが選択接点５ａに接触するまで下降し、この反転動作の間には、操作荷重Ｐが１．０Ｎ（Ｐ２ａ）まで低下するにもかかわらず、変位Ｘが増加する。これにより、導電性皿バネ３を　押し下げ操作する操作者は、操作荷重ＰがＰ１ａからＰ２ａまで急激に減少するタクトフィーリング（クリック感）を受け、スイッチ回路が閉じられたことを認識できる。
特開２００８−７８０９０号公報
　上述の従来のプッシュスイッチ１００によれば、可動接点板として上方に湾曲形成した導電性皿バネ３を用いるので、０．２５ｍｍ程度の僅かなストロークでありながら、スイッチ回路が閉じる際に皿バネ３の反転によるタクトフィーリングが操作者に伝わり、スイッチ操作の操作感覚が得られる。このタクトフィーリングは、Ｐ１ａとＰ２ａの差である落差荷重（１．７Ｎ）に依存し、導電性皿バネ３の小型、薄型化がすすむほど落差荷重が小さくなるので、明確なタクトフィーリングを発生させるためには、より大きな落差荷重とすることが臨まれている。
　一方、防塵、防水の目的で導電性皿バネ３を収容したバネ収容凹部１０３は、可撓性シート２により覆われて完全に密封されるので、可撓性シート２を押し下げる押し下げ操作では、バネ収容凹部１０３内の空気が外部に排出されず、バネ収容凹部１０３内の気圧が上昇する。その結果、可撓性シート２を押し下げるほど上昇するバネ収容凹部１０３の内圧が操作荷重Ｐと逆方向に作用し、密封されたバネ収容凹部１０３に収容された導電性皿バネ３への操作荷重Ｐは上昇する。図９の（ｂ）は、バネ収容凹部１０３が密封された状態での操作荷重Ｐと変位Ｘとの関係を示し、図示するように、反転する際の操作荷重Ｐ１ｂが３．０Ｎに上昇するとともに、反転後の操作荷重Ｐ２ｂは１．７Ｎと更に上昇し、これにより両者の差である落差荷重（Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂ）は、１．３Ｎに低下する。
　このように、防塵、防水の目的でバネ収容凹部１０３を密封した従来のプッシュスイッチでは、入力操作の際の落差荷重が低下し、特に小型化の要求から微小な導電性皿バネを用いたプッシュスイッチでは、明確なタクトフィーリングが得られないという問題があった。
　本発明は、上述の問題点を考慮してなされたものであり、導電性皿バネを収容するバネ収容凹部が可撓性シートで密封されていても、明確なタクトフィーリングを発生させるプッシュスイッチを提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するため、請求項１のプッシュスイッチは、平面からバネ収容凹部が凹設された絶縁ハウジングと、バネ収容凹部の内底面に露出するコモン接点及び選択接点と、上方に湾曲形成されることにより、周縁部がコモン接点上に載置され、中心部が選択接点から離間してバネ収容凹部内に収容される導電性皿バネと、絶縁ハウジングの平面に密着し、バネ収容凹部を密封する可撓性シートとを備え、可撓性シートを押し下げて反転動作する導電性皿バネにより、コモン接点と選択接点間を橋絡させるプッシュスイッチにおいて、バネ収容凹部を囲う絶縁ハウジングの側壁を、絶縁ハウジングの外側面に沿ってほぼ等しい厚さで形成し、バネ収容凹部を、絶縁ハウジングの外側面の輪郭の内側に沿った輪郭の形状とするとともに、中心部が選択接点の鉛直線上に配置されるように導電性皿バネを位置決めする位置決め突起を、絶縁ハウジングの少なくとも２箇所の部位からバネ収容凹部内に突設したことを特徴とする。
　絶縁ハウジングの外形を変更せずに、位置決め突部の周囲にバネ収容凹部の容積を拡大する空気だまりが形成される。バネ収容凹部の容積が拡大するので、導電性皿バネが反転動作するまで可撓性シートを押し下げた際のバネ収容凹部の内圧上昇が抑えられ、一定の落差荷重に保たれたタクトフィーリングが発生する。
　バネ収容凹部を拡大させても、導電性皿バネの中心部は選択接点の鉛直線上に配置されるように位置決め突起に位置決めされるので、反転動作する導電性皿バネは、確実に選択接点に接触する。
　絶縁ハウジングを小型、薄型化しても、バネ収容凹部の周囲は均一な厚さの側壁で囲われるので、所定の強度が得られる。
　請求項２のプッシュスイッチは、位置決め突部の導電性皿バネに対向する内壁面を、導電性皿バネの円弧状の周縁に沿った凹曲面としたことを特徴とする。
　導電性皿バネの周縁に沿った位置決め突部の凹曲面に案内されるので、少ない位置決め突部の数で、導電性皿バネを位置決めできる。
　請求項３のプッシュスイッチは、位置決め突部を、バネ収容凹部の内底面から上方に突設したことを特徴とする。
　側壁と位置決め突部との間にバネ収容凹部の容積を拡大させる空気だまりが形成される。
　請求項１の発明によれば、絶縁ハウジングを小型化し、微小な導電性皿バネを可動接点板として用いても、押し下げ操作の際に明確なタクトフィーリングが得られる。
　請求項２の発明によれば、バネ収容凹部内に突設する位置決め突部の数を減少させて、簡略構造とすることができる。
　請求項３の発明によれば、限られた大きさの絶縁ハウジングに、より容積を拡大させたバネ収容凹部を形成できる。
　図１は本発明の第１実施の形態に係るプッシュスイッチ１を示す分解斜視図である。
　図２はプッシュスイッチ１の斜視図である。
　図３はプッシュスイッチ１の縦断面図である。
　図４は絶縁ハウジング６の斜視図である。
　図５はプッシュスイッチ１を押し下げ操作する操作荷重Ｐと導電性皿バネ３の変位（押し下げストローク）Ｘとの関係（ｃ）を従来のプッシュスイッチ１００の関係（ｂ）と比較して示す荷重−変位図である。
　図６は本発明の第２実施の形態に係るプッシュスイッチ１０を示す分解斜視図である。
　図７は従来のプッシュスイッチ１００を示す分解斜視図である。
　図８はプッシュスイッチ１００の縦断面図である。
　図９はプッシュスイッチ１００を押し下げ操作する操作荷重Ｐと導電性皿バネ３の変位Ｘとの関係を示す荷重−変位図である。
　以下、本発明の１実施の形態におけるプッシュスイッチ１を、図１乃至図５で説明する。このプッシュスイッチ１は、上述の従来のプッシュスイッチ１００と主要な構成が共通するので、プッシュスイッチ１００と同一若しくは同様に作用する構成について同一の番号を用いて説明する。各図に示すように、プッシュスイッチ１は、コモン端子４と切換端子５とが互いに絶縁して一体に取り付けられた絶縁ハウジング６と、可動接点板である導電性皿バネ３と、可撓性シート２とを備えている。
　絶縁ハウジング６は、絶縁性の合成樹脂により全体が厚板状に形成されたもので、正方形状の輪郭に沿ってほぼ等しい厚さの側壁６１が形成されることにより、その内側が導電性皿バネ３を収容するバネ収容凹部７となっている。
　コモン端子４は、導電性の金属板をプレス成形により打ち抜いて、両側が上方に折り曲げらた帯状片と帯状片の中間から側方に分岐する一対の分岐片が一体に形成され、一対の分岐片の先端側に、背面側から打ち出されて上方に突出するコモン接点４ａが形成される。コモン端子４は、絶縁ハウジング６の成形の際にインサート成形され、絶縁ハウジング６に一体成形された状態で、図１に示すように、絶縁ハウジング６の底面に沿って対向する側壁６１から突出する帯状片の両側は、プッシュスイッチ１を実装するプリント配線基板の導電パターンに半田付けされるコモン端子脚部４ｂとなっている。また、一対のコモン接点４ａは、対向する一対の側壁６１の内側のバネ収容凹部７の内底面上に露出してる。導電性皿バネ３は、その周縁部３ｂを各コモン接点４ａ上に載置して一対のコモン接点４ａに掛け渡されるされるもので、従って、一対のコモン接点４ａは、円形の導電性皿バネ３の直径にほぼ等しい間隔を隔てて、バネ収容凹部７の内底面に露出している。
　切換端子５は、導電性の金属板をプレス成形により打ち抜いて、両側が上方に折り曲げらた帯状片と帯状片の中央で分岐する円盤状の分岐片が一体に形成され、円盤状の分岐片に、同心円上に背面側から打ち出されて上方に突出する選択接点５ａが形成される。切換端子５も、絶縁ハウジング６の成形の際にインサート成形され、絶縁ハウジング６に一体成形された状態で、絶縁ハウジング６の底面に沿って対向する側壁６１から突出する帯状片の両側が、プリント配線基板の導電パターンに半田付けされる切換端子脚部５ｂとなっている。選択接点５ａは、一対のコモン接点４ａの中間の位置となるバネ収容凹部７の内底面のほぼ中心の部位に露出してる。
　導電性皿バネ３は、バネ性を有する金属板、例えば、ステンレス板、リン青銅板、ベリリウム銅板を円盤状に打ち抜き、円形の中心部３ａが上方に向かって緩やかな突曲面の頂部となるように、上方に湾曲させたものである。前述したように導電性皿バネ３は、円形の周縁部３ｂが一対のコモン接点４ａ上に載置され、頂部である中心部３ａが押し下げられると反転動作してその下方に露出する選択接点５ａに接触する。これにより、導電性皿バネ３を介してコモン端子４と切換端子５間が導通し、スイッチ回路が閉じ操作される。
　このように導電性皿バネ３をバネ収容凹部７内で反転動作を自在とするように、正方形状の４辺に沿った各側壁６１の内側面から内側に向けて、複数の位置決め突部８が突設されている。各位置決め突部８の内側面８ａは、バネ収容凹部７の選択接点５ａが露出する部位を中心とし、円形の導電性皿バネ３の直径よりわずかに長い直径で仮想する同一のガイド円９（図４参照）に外接するように形成され、導電性皿バネ３は、各位置決め突部８によって、反転動作にかかわらずその中心部３ａが選択接点５ａの鉛直線上に配置されるようにバネ収容凹部７に位置決めされる。
　導電性皿バネ３を収容したバネ収容凹部７の上方の開口は、側壁６１の平面に密着する状態で接着剤により固着された可撓性シート２で覆われる。可撓性シート２は、導電性皿バネ３を反転動作可能にその中央を撓ませて押し下げ操作可能であれば、ゴム、合成樹脂などの任意の可撓性材料を用いることができる。一対のコモン接点４ａ上に載置される導電性皿バネ３の中心部（頂部）３ａの高さは、側壁６１の平面よりわずかに高く、従って図３に示すように、絶縁ハウジング６の平面に固着された可撓性シート２は、導電性皿バネ３の中心部３ａに接し、導電性皿バネ３の湾曲する平面に沿って撓んでいる。
　このように構成されたプッシュスイッチ１は、上述のように、コモン端子脚部４ｂと切換端子脚部５ｂを対応するプリント配線基板の表面に形成された導電パターンに半田付けしてプリント配線基板に実装される。絶縁ハウジング６の底壁には、インサート成形の際にコモン端子４と切換端子５を位置決めする位置決めピンによる抜き孔６２が形成されるが、抜き孔６２の両側は、コモン端子４若しくは切換端子５とプリント配線基板とので覆われるととともに、絶縁ハウジング６の底面の周囲とプリント配線基板との間は封止用接着剤によって封止されるので、バネ収容凹部７は外部から完全に密封され、微小な塵埃や水滴も侵入しない。
　完全に密封されたバネ収容凹部７には、ガイド円９回りの側壁６１との間に空気だまりＢが別に形成されるので、外形が同一の絶縁ハウジング１０１と導電性皿バネ３を用いた従来のバネ収容凹部１０３に比べて、密封されたバネ収容凹部７の容積が増大する。例えば、図７に示す従来のバネ収容凹部１０３の容積が約４．６３ｍｍ３であるのに対し、本実施の形態のバネ収容凹部７の容積は、約５．８３ｍｍ３に増大する。
　プッシュスイッチ１の押し下げ操作の際に、可撓性シート７は、押し下げ操作前（変位Ｘが０）から導電性皿バネ３が反転動作する位置（変位Ｘが２．５ｍｍ）まで押し下げられ、バネ収容凹部７の内圧が上昇する。以下、この内圧の変化を従来のバネ収容凹部１０３と本実施の形態に係るバネ収容凹部７と比較すると、両者に共通して収容される直径５ｍｍの導電性皿バネ３の体積１．１８ｍｍ３を除き、押し下げ操作前後（変位Ｘが０から２．５ｍｍまで変化）の従来のバネ収容凹部１０３の容積は、３．４５ｍｍ３から０．８１ｍｍ３まで圧縮比４．２５で圧縮され、押し下げ操作前（変位Ｘが０）の内圧を１００ｋＰａとすれば、４２５ｋＰａまで上昇する。一方、変位Ｘが０から２．５ｍｍまで変化した際の導電性皿バネ３の体積１．１８ｍｍ３を除いた本実施の形態に係るバネ収容凹部７の容積は、４．６５ｍｍ３から２．２３ｍｍ３まで圧縮比２．０８で圧縮され、押し下げ操作前（変位Ｘが０）の内圧を１００ｋＰａとすれば、２０８ｋＰａとなる。
　その結果、従来のプッシュスイッチ１００では、図５に示す導電性皿バネ３の反転後（変位Ｘが２．５ｍｍ）の操作荷重Ｐ２ｂに、４２５ｋＰａの内圧による０．４２５Ｎ／ｍｍ２の反対方向の応力が作用するのに対し、本実施の形態のプッシュスイッチ１では、反転後（変位Ｘが２．５ｍｍ）の内圧が２０８ｋＰａとなるので、その時の操作荷重Ｐ２ｃに反対方向に作用する応力は、０．２０８Ｎ／ｍｍ２まで低下させることができる。図５の（ｃ）は、プッシュスイッチ１の操作荷重Ｐと変位Ｘとの関係を示し、図示するように、本実施の形態によれば、反転する際の操作荷重Ｐ１ｃが２．８Ｎ、反転後の操作荷重Ｐ２ｃが１．２Ｎと低下し、両者の差である落差荷重は従来の１．３Ｎ（Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂ）から１．６Ｎ（Ｐ２ｃ−Ｐ１ｃ）まで上昇する。これにより、従来のプッシュスイッチ１００と外形が同一の絶縁ハウジング６と導電性皿バネ３を用いて、より明確なタクトフィーリングを発生させることができる。
　上述の実施の形態で、位置決め突部８は、側壁６１の内側壁から内側に向けて突設されているが、バネ収容凹部７内に突設されれば、その一部若しくは全部をバネ収容凹部７の内底面から立設させてもよい。図６は、全ての位置決め突部１１をバネ収容凹部７の内底面から立設させた本発明の第２の実施の形態に係るプッシュスイッチ１０を示し、プッシュスイッチ１とは、位置決め突部１１の構成のみが異なるので、他の構成は同一の番号を付してその説明を省略する。
　位置決め突部１１は、バネ収容凹部７の内底面の４箇所の部位から絶縁ハウジング６と一体に立設され、各内側面１１ａは、それぞれバネ収容凹部７内で仮想するガイド円９に外接している。従って、導電性皿バネ３は、各位置決め突部１１の内側面１１ａによって、反転動作可能で、反転動作にかかわらずその中心部３ａが選択接点５ａの鉛直線上に配置されるようにバネ収容凹部７に位置決めされる。
　このプッシュスイッチ１０によれば、第１実施の形態に比べて更に、各位置決め突部１１の外側と側壁６１との間にも空気だまりＢ’が形成されるので、よりバネ収容凹部７の容積を拡大させ、導電性皿バネ３が反転動作する際の落差荷重を拡大させることができる。
　バネ収容凹部７内に突設される位置決め突部８、１１の数は、反転動作の前後にかかわらず、中心部３ａが選択接点５ａの鉛直線上にとなるように導電性皿バネ３を位置決めできれば、その数は任意である。例えば、一対の位置決め突部８、１１を選択接点５ａの露出位置を挟んで対向するバネ収容凹部７内の部位に突出させ、各内側面８ａ、１１ａを、導電性皿バネ３の周縁に沿ったガイド円９に合わせて湾曲する凹曲面とすれば、一対の位置決め突部８、１１のみで導電性皿バネ３を位置決めできる。
　本発明は以上の実施の形態に限定されることなく種々変形が可能であり、例えば、導電性皿バネ３は、輪郭を円形とした皿バネに限らず、長方形の薄板をその長手方向に沿って湾曲させた形状であってもよい。
　また、上述の実施の形態では、可撓性シート２を押し下げ操作し、導電性皿バネ３の中心部３ａを下方へ押し下げるが、押し下げ操作力の操作荷重Ｐが中心部３ａへ鉛直方向に作用するように、中心部３ａの上方の可撓性シート２の部位に押圧突部を形成したり、その部位を押し下げるアクチュエータ若しくは押しボタンを可撓性シート２上に配置するものであってもよい。
　本発明は、微小な導電性皿バネを可動接点板として用いたプッシュスイッチに適している。
　１　　　プッシュスイッチ
　２　　　可撓性シート
　３　　　導電性皿バネ
　３ａ　　中心部
　３ｂ　　周縁部
　４ａ　　コモン接点
　５ａ　　選択接点
　６　　　絶縁ハウジング
　６１　　側壁
　７　　　バネ収容凹部
　８　　　位置決め突部
　８ａ　　内側面
　１０　　プッシュスイッチ
　１１　　位置決め突部
　１１ａ　内側面

Claims (3)

  1. 　平面からバネ収容凹部が凹設された絶縁ハウジングと、
    　前記バネ収容凹部の内底面に露出するコモン接点及び選択接点と、
    　上方に湾曲形成されることにより、周縁部が前記コモン接点上に載置され、中心部が前記選択接点から離間して前記バネ収容凹部内に収容される導電性皿バネと、
    　前記絶縁ハウジングの平面に密着し、前記バネ収容凹部を密封する可撓性シートとを備え、
    　前記可撓性シートを押し下げて反転動作する前記導電性皿バネにより、前記コモン接点と前記選択接点間を橋絡させるプッシュスイッチにおいて、
    　前記バネ収容凹部を囲う前記絶縁ハウジングの側壁を、前記絶縁ハウジングの外側面に沿ってほぼ等しい厚さで形成し、前記バネ収容凹部を、前記絶縁ハウジングの外側面の輪郭の内側に沿った輪郭の形状とするとともに、
    　前記中心部が前記選択接点の鉛直線上に配置されるように前記導電性皿バネを位置決めする位置決め突起を、前記絶縁ハウジングの少なくとも２箇所の部位から前記バネ収容凹部内に突設したことを特徴とするプッシュスイッチ。
  2. 　位置決め突部の導電性皿バネに対向する内壁面を、導電性皿バネの円弧状の周縁に沿った凹曲面としたことを特徴とする請求項１記載のプッシュスイッチ。
  3. 　位置決め突部を、バネ収容凹部の内底面から上方に突設したことを特徴とする請求項１に記載のプッシュスイッチ。
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JP2002319328A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Alps Electric Co Ltd 押釦スイッチ

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