WO2020153181A1 - 可動部材、及び入力装置 - Google Patents

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WO2020153181A1
WO2020153181A1 PCT/JP2020/000980 JP2020000980W WO2020153181A1 WO 2020153181 A1 WO2020153181 A1 WO 2020153181A1 JP 2020000980 W JP2020000980 W JP 2020000980W WO 2020153181 A1 WO2020153181 A1 WO 2020153181A1
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亮介 中尾
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H01H2227/026Separate dome contact
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    • H01H2229/00Manufacturing
    • H01H2229/008Die stamping

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a movable member and an input device, and particularly relates to a movable member and an input device used for input to various electronic devices.
  • Patent Document 1 discloses a push-on switch.
  • the push-on switch of Patent Document 1 includes a box-shaped case made of an insulating resin having a concave portion with an upper opening.
  • the inner bottom surface of the recess of the case is formed as a contact arranging portion having a circular center portion and further recessed.
  • An outer fixed contact is arranged at an outer peripheral position of the bottom of the contact arrangement portion, and a central fixed contact is arranged at a central position thereof in an electrically independent state.
  • the push-on switch includes a movable contact made of a thin metal plate having good conductivity and formed in an upward convex dome shape, and the lower end of the outer periphery of the dome shape is placed on the outer fixed contact in the contact arranging portion. ..
  • the lower edge of the outer periphery of the movable contact slides on the outer fixed contact.
  • the outer fixed contact is scraped to generate scraped powder.
  • Such shavings may contribute to a reduction in the reliability (particularly, long-term reliability) of the push-on switch (input device).
  • An object of the present disclosure is to provide a movable member and an input device that can improve reliability.
  • a movable member includes an elastically deformable portion that is curved so as to project upward and includes a movable electrode, and a leg portion that extends downward from a peripheral edge of the elastically deformable portion.
  • a supporting portion having an extending portion extending upward from the leg portion and a connecting portion connecting the leg portion and the extending portion.
  • the leg portion In the width direction, the leg portion has an intermediate portion of the leg portion located between both end portions of the leg portion that protrudes, and a boundary between the leg portion and the extension portion has an arc shape in a top view.
  • the lower surface of the connection portion is a convex curved surface that projects downward.
  • An input device includes a fixed electrode, a base having a mounting surface on which the fixed electrode is provided, and the movable member described above, and the movable member is configured such that the movable electrode is the fixed electrode. Is placed on the mounting surface so that the convex curved surface of the movable member is in contact with the mounting surface.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the input device according to the first embodiment in the first state.
  • 1B is a partial view of a portion indicated by P in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the input device according to the first embodiment in the second state.
  • FIG. 3 is a perspective view of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the case of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of a movable member of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is another perspective view of the movable member of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of a movable member of the input device.
  • FIG. 9 is a bottom view of the movable member of the input device.
  • FIG. 10A is a sectional view taken along line AA in FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 10B is a sectional view taken along line BB in FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 11A is an explanatory diagram of a method of manufacturing the movable member of the input device.
  • FIG. 11B is an explanatory diagram of the method for manufacturing the movable member of the input device.
  • FIG. 11C is an explanatory diagram of the method for manufacturing the movable member of the input device.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the input device according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of the input device of Comparative Example 1.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of the input device of Comparative Example 2.
  • FIG. 15 is a diagram showing test results of the input device according to the first embodiment.
  • 16 is a figure which shows the test result of the input device of the comparative example 1.
  • FIG. 17 is a figure which shows the test result of the input device of the comparative example 2.
  • FIG. 18 is a perspective view of the input device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is an exploded perspective view of the input device according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view of a movable member of the input device according to the first modification.
  • FIG. 21 is a perspective view of a movable member of the input device according to the modified example 2.
  • FIG. 1A shows a schematic sectional view of an input device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the input device 1 includes a movable member 3.
  • the movable member 3 includes an elastically deformable portion 30 and a support portion 31.
  • the elastically deformable portion 30 includes the movable electrode 8 having the first surface 81 and the second surface 82.
  • the support portion 31 has a leg portion 311 protruding from the peripheral edge of the elastic deformation portion 30 in the first direction toward the first surface 81, and an extension protruding from the tip of the leg portion 311 in a second direction opposite to the first direction. And a part 312. As shown in FIG.
  • the leg portion 311 has an intermediate portion 311b protruding between both end portions 311a rather than both end portions 311a in the width direction of the leg portion 311.
  • the boundary between the leg portion 311 and the extending portion 312 has an arc shape in a top view as shown in FIG. As shown in FIG. 1B, the boundary portion has a convex curved surface 310 facing the first direction.
  • a portion connecting the leg portion 311 and the extending portion 312 may be referred to as a “connecting portion 317” for easy description.
  • the lower surface of the connecting portion 317 is the convex curved surface 310.
  • the input device 1 further includes a base 21.
  • the base 21 has a mounting surface S10 on which the fixed electrode 7 is provided.
  • the movable member 3 has a movable electrode 8 facing the fixed electrode 7 and a support portion 31 supported by the mounting surface S10.
  • the movable member 3 is deformable so that the movable electrode 8 approaches the fixed electrode 7.
  • the support portion 31 has a convex curved surface 310, and the convex curved surface 310 makes contact with the mounting surface S10. That is, the movable member 3 is mounted on the mounting surface S10 with the convex curved surface 310 so that the movable electrode 8 faces the fixed electrode 7.
  • the movable member 3 comes into contact with the mounting surface S10 at the convex curved surface 310 of the support portion 31. Therefore, the generation of shavings due to the sliding of the movable member 3 on the mounting surface S10 can be reduced. Further, since the supporting portion 31 has the convex curved surface 310, it is possible to remove the shavings, and it is possible to suppress the accumulation of the shavings between the convex curved surface 310 and the mounting surface S10. Therefore, it is possible to suppress a decrease in reliability (particularly long-term reliability) due to the generation of shavings. Thus, according to the movable member 3 and the input device 1, the reliability can be improved.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the input device 1.
  • the input device 1 is a so-called push switch.
  • the input device 1 is used for input to various electronic devices such as personal digital assistants, in-vehicle devices, and home electric appliances.
  • the input device 1 is, for example, incorporated in the housing of the device while being mounted on a printed circuit board.
  • the operation button 10 (see FIGS. 1A and 2) is arranged as a middle member, for example, at a position corresponding to the input device 1 in the housing. Accordingly, when the operator presses the operation button 10, the input device 1 is indirectly operated via the operation button 10.
  • the input device 1 includes a case 2, a movable member 3, a pusher 5, a holder 6, and conductive members (first and second conductive members) 91 and 92. There is.
  • the case 2 accommodates the movable member 3, the pusher 5, the holding body 6, and the conductive members 91 and 92.
  • the case 2 includes a base (body) 21 and a cover 22.
  • the base 21 has a flat rectangular (for example, rectangular) box shape.
  • the base 21 has electrical insulation.
  • the base 21 is made of synthetic resin.
  • the base 21 has a recess 210 on one surface (the upper surface in FIG. 4) in the thickness direction.
  • the recess 210 constitutes a space for housing the movable member 3.
  • the bottom surface 211 of the recess 210 constitutes a part of the mounting surface S10 on which the movable member 3 is mounted.
  • the recess 210 has a circular first space 210a and a plurality of (four in the present embodiment) second spaces 210b protruding outward from the first space 210a.
  • the four second spaces 210b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the first space 210a.
  • the base 21 has a pair of protrusions 212 on each of both side surfaces (a front side surface and a rear side surface). The pair of protrusions 212 are separated from each other in the left-right direction.
  • the cover 22 is attached to the base 21 so as to partially cover the recess 210 of the base 21.
  • the cover 22 is made of metal.
  • the cover 22 has a flat plate portion 220.
  • the flat plate portion 220 is a quadrangle (for example, a square) in a plan view.
  • two first projecting pieces 231 and two second projecting pieces 232 that project downward are provided.
  • the two first projecting pieces 231 and the two second projecting pieces 232 have a rectangular plate shape.
  • the two first projecting pieces 231 face each other with a space in the left-right direction, and the two second projecting pieces 232 face each other with a space in the front-rear direction.
  • the two first protrusions 231 and the two second protrusions 232 contact the holder 6 to position the holder 6 with respect to the case 2 in a plan view.
  • Each of the two second projecting pieces 232 has a pair of hooking claws 233 which are opposed to each other with a space in the front-rear direction and which project from the tip. The pair of hooking claws 233 are separated from each other.
  • the base 21 and the cover 22 are coupled to each other by hooking the pair of hooking claws 233 of the two second projecting pieces 232 on the pair of projecting portions 212 of the base 21.
  • a through hole 24 is provided in the center of the flat plate portion 220 of the cover 22.
  • the through hole 24 is a hole for exposing the pusher 5.
  • the through hole 24 has a circular shape in a plan view.
  • the first conductive member 91 and the second conductive member 92 are both made of a conductive material (a metal plate in this embodiment).
  • the first conductive member 91 and the second conductive member 92 are attached to the base 21 so as not to contact each other.
  • the first conductive member 91 and the second conductive member 92 are integrated with the base 21 by insert molding. That is, the base 21 is insert-molded using the first conductive member 91 and the second conductive member 92 as insert products.
  • the first conductive member 91 has an electrode (fixed electrode) 7 and a terminal (first terminal 11) as shown in FIG.
  • the first conductive member 91 has a portion exposed at the center of the bottom surface 211 of the recess 210 of the base 21, and the fixed electrode 7 is provided in that portion.
  • the fixed electrode 7 is provided so as to be exposed on the mounting surface S10.
  • the fixed electrode 7 has a circular shape in a plan view.
  • the first terminal 11 projects outward from the side surface of the base 21.
  • the first terminal 11 can be mechanically coupled and electrically connected to, for example, a conductive member on a printed circuit board on which the input device 1 is mounted by soldering.
  • the second conductive member 92 has an electrode (supporting electrode 921) and a terminal (second terminal 12) as shown in FIG.
  • the support electrode 921 has a frame shape.
  • the support electrode 921 is exposed on the bottom surface 211 of the recess 210. Particularly, the support electrode 921 is exposed to the peripheral portion of the bottom surface 211 while avoiding the fixed electrode 7 in the central portion of the bottom surface 211 of the recess 210. At least the support electrode 921 is exposed at a position corresponding to each second space 210b of the recess 210.
  • the surface of the support electrode 921 is flush with the bottom surface 211 and constitutes the mounting surface S10 together with the bottom surface 211.
  • the second terminal 12 projects outward from the side surface of the base 21.
  • the second terminal 12 projects from the side surface of the base 21 opposite to the first terminal 11.
  • the second terminal 12 can be mechanically coupled and electrically connected to, for example, a conductive member on a printed circuit board on which the input device 1 is mounted by soldering.
  • the movable member 3 will be described below with reference to FIGS. 4 to 9, 10A and 10B, and FIGS. 11A to 11C.
  • the movable member 3 has a circular plate shape as a whole. 8 is a plan view of the movable member 3, and FIG. 9 is a bottom view of the movable member 3. However, since the appearances are similar, the dots are hatched in FIG. 9 to distinguish them. ing.
  • the movable member 3 has an elastically deformable portion 30 and a support portion (a plurality of support portions in this embodiment) 31.
  • the movable member 3 has conductivity.
  • the movable member 3 is made of a material having elasticity, and the elastically deformable portion 30 and the support portion 31 are integrated.
  • the elastic material include a metal plate.
  • a metal plate made of stainless steel (SUS301) having a thickness of 0.075 mm can be used as the material of the movable member 3.
  • the metal plate may be covered with a film (for example, a plating film) of a metal (gold or silver) having higher conductivity than the material for the metal plate (for example, stainless steel), if necessary.
  • the elastic deformation portion 30 has a dome shape.
  • the elastically deformable portion 30 has a circular shape in a plan view.
  • the elastically deformable portion 30 is a so-called metal dome.
  • One surface in the thickness direction of the elastically deformable portion 30 (the upper surface in FIG. 4) is a convex surface, and the central portion thereof constitutes the pressure receiving portion 32.
  • the elastically deforming portion 30 elastically deforms as shown in FIG. 2, and a click feeling is generated thereby. More specifically, due to this elastic deformation, the central portion of the elastically deformable portion 30 is inverted to change from the convex state to the concave state.
  • the elastically deformable portion 30 elastically deforms so that the pressure receiving portion 32 is depressed when the pressure receiving portion 32 is pressed, and a click feeling is generated.
  • the portion corresponding to the central portion (pressure receiving portion 32) of the elastically deformable portion 30 constitutes the movable electrode 8.
  • the movable electrode 8 has a first surface 81 and a second surface 82, as shown in FIGS. 1A and 6 to 9.
  • the first surface 81 is the surface of the movable electrode 8 that faces the fixed electrode 7 (the surface that faces the mounting surface S10), and the second surface 82 is the surface opposite to the first surface 81.
  • the first surface 81 is a concave surface and the second surface 82 is a convex surface.
  • the movable electrode 8 is the central portion of the elastically deformable portion 30. Therefore, the elastically deformable portion 30 is deformable so that the movable electrode 8 moves in the first direction toward the first surface 81 by pressing the second surface 82 of the movable electrode 8.
  • the direction in which the first surface 81 faces is considered with respect to the reference point of the first surface 81.
  • the reference point of the first surface 81 is the center of the first surface 81, which is the most concave portion.
  • the first direction is a direction from the movable electrode 8 to the fixed electrode 7.
  • the first direction is downward.
  • the second direction is upward.
  • the plurality of (four in the present embodiment) support portions 31 are portions of the movable member 3 supported by the mounting surface S10. Each support portion 31 projects from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30. As shown in FIG. 5, the four support portions 31 extend radially from the elastic deformation portion 30 (movable electrode 8) in a plan view. The four support portions 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the elastic deformation portion 30. Thus, the support portion 31 is arranged so as to surround the elastically deformable portion 30.
  • each support portion 31 is plate-shaped, and the width becomes narrower toward the tip. Further, each support portion 31 has a leg portion 311 and an extending portion 312. As shown in FIGS. 1A and 1B, the leg portion 311 extends from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30 toward the mounting surface S10. In other words, the leg portion 311 projects in the first direction (direction toward the first surface 81 of the movable electrode 8) as shown in FIG. 7.
  • “the leg portion 311 projects in the first direction” includes that the leg portion 311 projects not only in the same direction as the first direction but also in a direction whose angle to the first direction is less than 90 degrees. ..
  • the leg portion 311 projects in the first direction.
  • the extension portion 312 extends from the tip of the leg portion 311 in a direction away from the mounting surface S10. Therefore, the input device 1 has the extension portion 312 extending in the direction away from the mounting surface S10 at the tip of the leg portion 311. In other words, the extension part 312 projects from the tip of the leg part 311 in the second direction opposite to the first direction, as shown in FIG.
  • the extending portion 312 projects in the second direction means that the extending portion 312 projects not only in the same direction as the second direction but also in a direction whose angle to the second direction is less than 90 degrees. including.
  • the vector in the direction in which the extension part 312 projects includes a component in the same direction as the second direction, it may be said that “the extension part 312 projects in the second direction”.
  • the input device 1 has the extending portion 312 extending in the direction away from the mounting surface S10 at the tip of the leg portion 311.
  • leg portion 311 extends downward from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30, and the extension portion 312 extends upward from the leg portion 311.
  • the supporting portion 31 is L-shaped in a side view as shown in FIG. 1B.
  • the lower surface of the connecting portion 317 between the leg portion 311 and the extending portion 312 has a convex curved surface 310.
  • the support portion 31 contacts the mounting surface S10 at the convex curved surface 310.
  • the convex curved surface corresponding to one of the two or more bending lines may be the convex curved surface 310 that contacts the mounting surface S10.
  • the movable member 3 can be formed by punching and bending a metal plate.
  • the method for manufacturing the movable member 3 may include, as an example, a punching step, a first bending step, and a second bending step.
  • a portion 300 used as the movable member 3 is formed by punching a metal body.
  • the portion 300 has a first portion 301 that serves as the elastically deformable portion 30 and a plurality of (four) second portions 302 that serve as the support portions 31, respectively.
  • the first portion 301 has a circular shape.
  • the second portion 302 projects from the peripheral edge of the first portion 301.
  • the protruding direction of the second portion 302 is along the radial direction of the first portion 301.
  • the first portion 301 is entirely curved to form the elastically deformable portion 30.
  • the portion 300 is curved in a spherical shape as a whole.
  • the second portion 302 is bent with respect to the first portion 301.
  • the degree of bending is determined by the angle between the elastically deformable portion 30 and the leg portion 311 of the support portion 31. Note that it is not necessary to bend the second portion 302 with respect to the first portion 301 depending on the angle between the elastically deformable portion 30 and the leg portion 311 of the support portion 31.
  • the second portion 302 serving as the support portion 31 is bent.
  • the tip portion of the second portion is bent along a curve 313 (see FIG. 5) instead of a straight line. This curve is an arc.
  • the center of the arc matches the center of the elastically deformable portion 30.
  • the supporting portion 31 (the leg portion 311 and the extending portion 312) is formed by bending the tip portion of the metal plate (the second portion 302) to be the supporting portion 31. Therefore, the convex curved surface 310 is formed by bending to form the extending portion 312.
  • the radius of curvature R of the convex curved surface 310 (see FIG. 1B) is 0.2 mm.
  • the radius of curvature R is preferably 0.15 mm or more.
  • the radius of curvature R is preferably 0.25 mm or less.
  • the tip end portion of the metal plate (second portion 302) serving as the support portion 31 is bent along a curved line 313 (see FIG. 5) instead of a straight line. Therefore, as shown in FIGS. 5 to 7, the lower surface of the boundary portion (connecting portion 317) between the leg portion 311 and the extending portion 312 has an arc shape. Therefore, the convex curved surface 310 has an arcuate portion in contact with the mounting surface S10. In other words, the convex curved surface 310 can be configured to linearly contact the mounting surface S10. This improves the physical stability and the electrical stability.
  • the leg portion 311 is curved upward in the width direction as in the present embodiment
  • the boundary portion is a straight line in plan view instead of the curve 313
  • both ends and an intermediate portion in the width direction are formed.
  • the point contact state is limited to the mounting surface S10 at both end portions in the width direction.
  • This configuration causes wobble when the movable member is placed on the placement surface S10.
  • the boundary portion comes into point contact with the mounting surface S10, it is difficult to obtain electrical stability.
  • the convex curved surface 310 linearly contacts the mounting surface S10, and the physical characteristics and electrical characteristics are stabilized.
  • the contact portion of the convex curved surface 310 with the mounting surface S10 (the boundary portion between the leg portion 311 and the extending portion 312) is the movable electrode 8 (the elastic deformation portion 30) in a plan view. It extends in an arc shape centered at. Therefore, the contact portion of the convex curved surface 310 with the mounting surface S10 is on the circle C10 centered on the movable electrode 8 (elastically deformable portion 30).
  • the contact state of the contact portion of the convex curved surface 310 with the mounting surface S10 is easily linear and uniform. This makes it easier for the support portion 31 of the movable member 3 to slide on the mounting surface S10.
  • the elastically deformable portion 30 has an outer periphery extending in a circular shape with the movable electrode 8 as a center in a plan view. Therefore, the circle C10 is concentric with the outer circumference of the elastically deformable portion 30.
  • the diameter of the outer circumference of the elastically deformable portion 30 is 4.5 mm
  • the diameter of the circumscribed circle of the movable member 3 (the circle that abuts on the tip of the extending portion 312 of the movable member 3) is 5.8 mm.
  • the diameter of the circle C10 is in the range of 4.8 to 5.6 mm, and is 5.4 mm as an example.
  • the radius of curvature of the boundary portion between the leg portion 311 and the extending portion 312 is in the range of 2.4 to 2.8 mm, and is 2.7 mm as an example.
  • the leg portion 311 has both end portions 311a in the width direction and an intermediate portion 311b between the both end portions 311a, and the intermediate portion 311b projects above the both end portions 311a.
  • the leg portion 311 is curved in the width direction of the leg portion 311 so that the intermediate portion 311b projects above the both end portions 311a.
  • the middle portion 311b of the leg portion 311 is most protruded at the center of the middle portion 311b (the center of the leg portion 311).
  • the radius of curvature of the surface of the leg 311 in a cross section orthogonal to the length direction of the leg 311 (the protruding direction of the leg 311) can be appropriately set by the operating force (push force, click rate) of the movable member 3. ..
  • the operating force push force, click rate
  • the radius of curvature is 6.0 to 8.0 mm. It may be, for example, 6.9 mm.
  • the center of the leg portion 311 in the width direction projects in the second direction. This is because the leg portions 311 extend from the peripheral edge of the dome-shaped elastically deformable portion 30.
  • the width direction of the leg portion 311 is a direction orthogonal to both the direction in which the leg portion 311 projects (that is, the length direction) and the thickness direction of the leg portion 311.
  • the extending portion 312 has both end portions 312a in the width direction and an intermediate portion 312b between the both end portions 312a, and the intermediate portion 312b projects below the both end portions 312a.
  • the extending portion 312 is curved in the width direction of the extending portion 312 such that the intermediate portion 312b projects below the both end portions 312a.
  • the middle portion 312b of the extension portion 312 projects most at the center of the middle portion 312b (the center of the extension portion 312).
  • the center of the extending portion 312 in the width direction projects in the first direction.
  • the center of the leg portion 311 in the width direction and the center of the extending portion 312 in the width direction project to the opposite side.
  • the extending portion 312 is formed by bending the tip end portion of the metal plate that becomes the support portion 31 along a curved line 313 (see FIG. 5) instead of a straight line.
  • the width direction of the extension portion 312 is a direction orthogonal to both the direction in which the extension portion 312 projects (that is, the length direction) and the thickness direction of the extension portion 312.
  • the lower end of the lower surface (convex curved surface 310) of the connecting portion 317 is an arcuate line.
  • the line is shown as point A in FIG. 1B.
  • FIG. 1B is shown as a point A because it is a sectional view, it is actually a line extending from the front to the rear in FIG.
  • the height positions of the arc-shaped lines in the vertical direction are the same.
  • the arc-shaped line extends substantially along the line indicated by the convex curved surface 310 shown in FIG. 7.
  • the lower end of the lower surface (convex curved surface 310) of the connecting portion 317 is an arc-shaped line having the same height position.
  • the movable member 3 is housed in the recess 210 of the base 21 and placed on the mounting surface S10.
  • the four support portions 31 are placed on the support electrodes 921 of the second conductive member 92 so as to be located in the four second spaces 210b of the recess 210, respectively.
  • the movable electrode 8 of the elastically deformable portion 30 is held at a position facing the fixed electrode 7 of the case 2. Since the elastically deformable portion 30 is elastically deformable, the movable member 3 can be deformed (elastically) so that the movable electrode 8 approaches the fixed electrode 7 (see FIGS. 1A and 2).
  • the pusher 5 is a member for pressing the pressure receiving portion 32 of the elastically deformable portion 30 of the movable member 3.
  • the pusher 5 has electrical insulation.
  • the pusher 5 is made of an elastic material (rubber in this embodiment).
  • the pusher 5 has a solid cylindrical shape.
  • the pusher 5 is arranged on the side of the movable member 3 opposite to the fixed electrode 7 so as to face the pressure receiving portion 32 of the movable member 3. In this embodiment, the pusher 5 and the movable member 3 are not in contact with each other in a normal state, and there is a gap between the pusher 5 and the pressure receiving portion 32 of the movable member 3.
  • the holder 6 is a member for attaching the pusher 5 to the case 2.
  • the holder 6 has electrical insulation.
  • the holding body 6 is made of an elastic material (rubber in this embodiment).
  • the holding body 6 has a main portion 61 and a base portion 62.
  • the main portion 61 has a hollow truncated cone shape.
  • the main portion 61 is integrally connected to an intermediate portion on the side surface of the pusher 5 at an open end (upper open end in FIG. 1A) farther from the base 21. That is, in this embodiment, the pusher 5 and the holding body 6 are integrally formed.
  • the base 62 is in the shape of a rectangular frame having a circular opening.
  • the main portion 61 is integrally connected to the inner side surface of the base portion 62 at the opening end near the base 21 (the lower opening end in FIG. 1A).
  • the base 62 is sandwiched between the base 21 and the cover 22 and fixed to the case 2.
  • the input device 1 has a first state shown in FIG. 1A and a second state shown in FIG.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 is not elastically deformed, and the movable electrode 8 is not in contact with the fixed electrode 7. Therefore, in the first state, there is no electrical connection between the first terminal 11 and the second terminal 12.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 is elastically deformed, and the movable electrode 8 is in contact with the fixed electrode 7. Therefore, in the second state, electrical connection is established between the first terminal 11 and the second terminal 12. Therefore, it can be said that the first state and the second state are the off state and the on state, respectively.
  • the operator may press the pusher 5 with a certain force or more.
  • the pressure receiving portion 32 of the movable member 3 is pressed toward the mounting surface S10 via the pusher 5.
  • the elastic deformation portion 30 of the movable member 3 is gradually deformed.
  • the elastically deformable portion 30 buckles vigorously and is largely deformed (see FIG. 2 ).
  • the operator who presses the pusher 5 is given a moderation (clicking) feeling as the elastically deformable portion 30 elastically deforms.
  • the elastically deformable portion 30 is deformed as described above, the movable electrode 8 comes into contact with the fixed electrode 7 so that the first terminal 11 and the second terminal 12 are electrically connected, as shown in FIG. Therefore, the input device 1 is in the second state.
  • the operator may stop pressing the pusher 5.
  • the elastic deformation portion 30 returns to its original shape due to its restoring force.
  • the movable electrode 8 separates from the fixed electrode 7, so that the first terminal 11 and the second terminal 12 are not electrically connected to each other. Therefore, the input device 1 is in the first state.
  • the movable member 3 comes into contact with the mounting surface S10 at the convex curved surface 310 of the support portion 31. Therefore, generation of the shavings 500 due to the sliding of the movable member 3 on the mounting surface S10 can be reduced. Further, since the supporting portion 31 has the convex curved surface 310, the shavings 500 can be removed, and the shavings can be scraped between the convex curved surface 310 and the mounting surface S10 (in the recess 400 of the mounting surface S10). It is possible to suppress the accumulation of the powder 500. Therefore, it is possible to suppress a decrease in reliability (particularly long-term reliability) due to the generation of the shavings 500. Therefore, according to the input device 1, the reliability can be improved.
  • Comparative Example 1 is an input device having a supporting portion 31a different from the supporting portion 31 of the input device 1, as shown in FIG.
  • the support portion 31a has a leg portion 311 similarly to the support portion 31, but instead of the extension portion 312 shown in FIG. 12, an extension portion 312 (extending from the tip of the leg portion 311 along the mounting surface S10 ( (See FIG. 13).
  • the supporting portion 31a is a flat surface that is one surface of the extending portion 312 and is in contact with the mounting surface S10.
  • Comparative Example 2 is an input device having a support portion 31b different from the support portion 31 of the input device 1 as shown in FIG.
  • the support part 31b has the leg part 311 similarly to the support part 31, but does not have the extension part 312. As shown in FIG. 14, the support portion 31b contacts the mounting surface S10 at the corner of the tip of the leg 311.
  • FIG. 15 is an image showing the state of the mounting surface S10 of the input device 1 of the above embodiment after the test.
  • R10 is an area including a mark formed by the support portion 31 sliding on the mounting surface S10.
  • FIG. 16 is an image showing the state of the mounting surface S10 of the input device of Comparative Example 1 after the test.
  • R20 is an area including a mark formed by the support portion 31a sliding on the mounting surface S10.
  • FIG. 17 is an image showing the state of the mounting surface S10 of the input device of Comparative Example 2 after the test.
  • R30 is an area including a mark formed by the support portion 31b sliding on the mounting surface S10. In the images of FIGS. 15 to 17, the darker the color, the more the shavings are.
  • the input device 1 clearly has a smaller amount of shavings than the comparative examples 1 and 2. This is because the supporting portion 31 is in contact with the mounting surface S10 on the convex curved surface 310, so that the generation of the shavings 500 is reduced, and further, the supporting portion 31 removes the shavings 500 on the convex curved surface 310 to form the concave surface. It is thought that this is because it has been swept out from the place 400.
  • the support portion 31a is a flat surface that is one surface of the extending portion 312 and contacts the mounting surface S10. Therefore, it is considered that the shavings 510 are not swept much from the recesses 410 formed by shaving the mounting surface S10, and the shavings 510 are accumulated in the recesses 410. Therefore, the input device 1 can reduce the amount of shavings accumulated between the support portion and the mounting surface as compared with the comparative example 1, and can be expected to improve reliability.
  • the support portion 31b contacts the mounting surface S10 at the corner of the tip of the leg portion 311. Therefore, it is considered that the recess 420 formed by scraping the mounting surface S10 is deeper than in the case of the input device 1 and the comparative example 1, and the scraped powder 520 is likely to accumulate. Therefore, the input device 1 can reduce the amount of shavings accumulated between the support portion and the placement surface as compared with the comparative example 2, and can be expected to improve reliability.
  • FIG. 18 shows the input device 101 of the second embodiment.
  • the input device 101 is a push switch similar to the input device 1.
  • the input device 101 includes a base 110, a movable member 3, a spacer 120, a cover 130, and a pusher 140.
  • the movable member 3 has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the base 110 includes a board (wiring board, printed board). As shown in FIGS. 18 and 19, the base 110 has a flat rectangular (for example, rectangular) plate shape. In the base 110, one surface in the thickness direction (upper surface in FIGS. 18 and 19) constitutes a mounting surface 110a on which the movable member 3 is mounted. Further, an electrode (fixed electrode) 111 and an electrode (supporting electrode) 112 are provided on the mounting surface 110a.
  • the fixed electrode 111 has a circular shape in a plan view.
  • the support electrode 112 has an annular shape in a plan view.
  • the fixed electrode 111 is inside the support electrode 112. The centers of the fixed electrode 111 and the support electrode 112 coincide with each other.
  • the fixed electrode 111 and the support electrode 112 can be provided by a conventionally well-known technique such as an additive method (full additive method, semi-additive method) and a subtractive method.
  • the movable member 3 is mounted on the mounting surface 110a with the convex curved surface 310 (see FIG. 1B) so that the movable electrode 8 faces the fixed electrode 111.
  • the support portion 31 of the movable member 3 is located on the support electrode 112. That is, the support portion 31 contacts the support electrode 112 at the convex curved surface 310.
  • the spacer 120 is for forming a space for housing the movable member 3 between the base 110 and the cover 130.
  • the spacer 120 has a film shape.
  • the spacer 120 has an annular shape in a plan view.
  • the inner diameter of the spacer 120 is larger than the outer diameter of the support electrode 112.
  • the spacer 120 is arranged on the mounting surface 110 a of the base 110 so as to surround the fixed electrode 111 and the support electrode 112.
  • the spacer 120 has electrical insulation.
  • the spacer 120 is made of synthetic resin.
  • the cover 130 is attached to the base 110 so as to cover the movable member 3.
  • the cover 130 is attached to the base 110 with the spacer 120 interposed therebetween.
  • the cover 130 has a film shape.
  • the cover 130 is circular in plan view.
  • the cover 130 has an annular fixed portion 131 attached to the spacer 120, and a dome portion 132 inside the fixed portion 131 and covering the movable member 3.
  • the cover 130 has electrical insulation. Further, the cover 130 has flexibility, which makes it easy to press the pressure receiving portion 32 through the cover 130.
  • the cover 130 is a film made of synthetic resin (for example, polyethylene terephthalate).
  • the material of the cover 130 is not limited to synthetic resin (for example, polyethylene terephthalate), but may be an elastic material (rubber or the like).
  • the pusher 140 is a member for pressing the pressure receiving portion 32 of the elastically deformable portion 30 of the movable member 3. More specifically, the pusher 140 is a member for efficiently transmitting the force applied to the cover 130 to the pressure receiving portion 32.
  • the pusher 140 has electrical insulation.
  • the pusher 140 can be formed by stamping a film made of a synthetic resin (for example, polyethylene terephthalate).
  • the material of the pusher 140 is not limited to synthetic resin (for example, polyethylene terephthalate), but may be a material having elasticity (rubber or the like).
  • the pusher 140 has a solid cylindrical shape.
  • the pusher 140 is arranged on the side of the movable member 3 opposite to the fixed electrode 111 so as to face the pressure receiving portion 32 of the movable member 3. In the present embodiment, the pusher 140 is interposed between the movable member 3 and the cover 130 while being in contact with each other.
  • the input device 101 has a first state and a second state.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 is not elastically deformed, and the movable electrode 8 is not in contact with the fixed electrode 111.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 is elastically deformed, and the movable electrode 8 is in contact with the fixed electrode 111.
  • the operator may press the pusher 140 through the cover 130 with a certain force or more.
  • the pressure receiving portion 32 of the movable member 3 is pressed toward the mounting surface S10 via the pusher 140.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 is gradually deformed.
  • the elastically deformable portion 30 buckles vigorously and is largely deformed.
  • the operator who presses the pusher 140 is given a moderation (clicking) feeling as the elastically deformable portion 30 elastically deforms.
  • the elastically deformable portion 30 is deformed as described above, the movable electrode 8 contacts the fixed electrode 111. Therefore, the input device 101 is in the second state.
  • the operator may stop pressing the pusher 140 to change the input device 101 from the second state to the first state.
  • the elastic deformation portion 30 returns to its original shape due to its restoring force.
  • the elastically deformable portion 30 returns to its original shape, the movable electrode 8 separates from the fixed electrode 111. Therefore, the input device 101 is in the first state.
  • the movable member 3 contacts the mounting surface 110a at the convex curved surface 310 of the support portion 31. Therefore, the generation of shavings due to the sliding of the movable member 3 on the mounting surface 110a can be reduced. Further, since the support portion 31 has the convex curved surface 310, it is possible to remove the shavings and suppress the accumulation of the shavings between the convex curved surface 310 and the mounting surface 110a. Therefore, it is possible to suppress a decrease in reliability (particularly long-term reliability) due to the generation of shavings. Thus, the movable member 3 and the input device 101 can improve reliability.
  • the shape of the movable member 3 is not limited to the shape shown in the above embodiment.
  • Modification 1 20 shows the movable member 3A of the input device of the modification 1.
  • the movable member 3A has a quadrangular (for example, square) plate shape as a whole.
  • the movable member 3A has a dome-shaped elastically deformable portion 30 at the center thereof.
  • the movable member 3A has support portions 31A at its four corners.
  • Each supporting portion 31A has a leg portion 311A and an extending portion 312A.
  • the leg portion 311A extends from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30 toward the mounting surface S10.
  • the extending portion 312A extends from the tip of the leg portion 311A in a direction away from the mounting surface S10. That is, the support portion 31A is L-shaped in a side view.
  • the support portion 31A has a convex curved surface 310A at a boundary portion between the leg portion 311A (the surface on the mounting surface S10 side) and the extension portion 312A (the surface on the mounting surface S10 side). 31 A of support parts contact the mounting surface S10 by 310 A of convex curved surfaces.
  • the movable member 3A contacts the mounting surface S10 at the convex curved surface 310A of the support portion 31A, similarly to the input devices 1 and 101 of the first and second embodiments. Therefore, the reliability can be improved even with the input device of the first modification.
  • Modification 2 21 shows the movable member 3B of the input device of the modification 2.
  • FIG. The movable member 3B has a support portion 31B different from the support portion 31 of the movable member 3.
  • the movable member 3B like the movable member 3, has a circular plate shape as a whole.
  • the movable member 3B has an elastically deformable portion 30 and a plurality of (four in FIG. 21) support portions 31B.
  • the movable member 3b is made of the same material as the movable member 3.
  • Each support portion 31B has a leg portion 314 and a plurality of (two in FIG. 21) convex portions 315.
  • the leg portion 314 extends from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30 toward the mounting surface S10.
  • the leg portion 314 has a plate shape, and the width becomes narrower toward the tip.
  • the leg portion 314 has a shape in which the tip is bent.
  • Each convex portion 315 projects from the tip of the leg portion 314 toward the mounting surface S10.
  • Each convex portion 315 has a hemispherical shape. Therefore, the surface of the convex portion 315 includes the convex curved surface 316.
  • the two convex portions 315 are arranged in the width direction of the leg portion 314.
  • the support portion 31B (the leg portion 314 and the convex portion 315) is formed by bending a tip end portion of a metal plate that becomes the leg portion 314 of the support portion 31B and punching a part of the leg portion 314. Therefore, the convex curved surface 316 is formed by the stamping process for forming the convex portion 315.
  • the radius of curvature of the convex curved surface 316 may be set under the same conditions as the radius of curvature R of the convex curved surface 310.
  • the movable member 3B comes into contact with the mounting surface S10 at the convex curved surface 316 of the support portion 31B. Therefore, the reliability can be improved also by the input device of the second modification.
  • the number of the convex portions 315 is not limited, and the shape of the convex portions 315 is not limited as long as the surface thereof includes the convex curved surface 316. Further, the convex portion 315 may be located in the middle abdomen instead of the tip of the leg portion 314. That is, the position of the protrusion 315 on the leg 314 is not particularly limited.
  • the elastically deformable portion 30 of the movable member 3 may be made of resin instead of metal. Further, the elastically deformable portion 30 is not limited to the dome shape, and may be any shape that allows elastic deformation. The elastically deformable portion 30 may have a shape that produces a click feeling, but is not limited to this.
  • the leg portion 311 may be bent at one or more places in the width direction of the leg portion 311 so that the intermediate portion 311b projects more than the both end portions 311a.
  • the extending portion 312 may be bent at one or more locations in the width direction of the extending portion 312 such that the intermediate portion 312b projects more than the both end portions 312a.
  • the middle portion 311b of the leg portion 311 may not project most at the center, and may most project at a portion closer to one of the both end portions 311a than the other.
  • the middle part 312b of the extension part 312 does not have to project most at the center, and may project most at a part closer to one of the both ends 312a than the other.
  • the radius of curvature of the surface of the leg portion 311 in the cross section orthogonal to the projecting direction of the leg portion 311 is equal to the radius of curvature of the surface of the extending portion 312 in the cross section orthogonal to the projecting direction of the extending portion 312. You don't have to.
  • the convex curved surface 310 may have an arc shape instead of a flat shape in a cross section along the width of the boundary portion.
  • the boundary portion may extend in an elliptical arc shape in a plan view. That is, the boundary portion may extend not in a straight line shape but in a curved shape in a plan view.
  • the number of supporting parts 31 of the movable member 3 is not limited.
  • the movable member 3 may have three supporting portions 31, and the three supporting portions 31 may be arranged at equal intervals so as to surround the elastic deformation portion 30.
  • the support portion 31 may be an annular shape that surrounds the elastic deformation portion 30.
  • the number of movable members 3 is not particularly limited, and a plurality of movable members 3 may be used in a stacked manner. In this case, the amount of operating force required for buckling the movable members 3 changes depending on the number of the movable members 3 to be overlapped, and the operation feeling of the input device 1 changes.
  • the shapes of the case 2, the pusher 5, the holding body 6, the first conductive member 91, and the second conductive member 92 are not limited to the shapes shown in the above embodiment.
  • the case 2 may have a circular shape or a polygonal shape other than a quadrangle in a plan view.
  • the pusher 5 does not have to protrude from the case 2.
  • the pusher 5 may be housed in the case 2.
  • the cover 22 of the case 2 may have flexibility in the portion covering the pusher 5.
  • the pusher 5 may have conductivity, and may be made of metal, for example.
  • the pusher 5 in the first state, there may be no gap between the pusher 5 and the movable member 3. That is, in the first state, the pusher 5 may be in contact with the pressure receiving portion 32 of the movable member 3.
  • the holder 6 does not have to be made of rubber.
  • the holding body 6 only needs to have conductivity, and may be made of metal, for example.
  • the pusher 5 and the holding body 6 do not have to be integrated and may be separate bodies.
  • the holding body 6 may be fixed to the pusher 5 by an appropriate fixing means such as adhesion.
  • the pusher 5 and the holding body 6 are not essential.
  • the numbers of the first conductive members 91 and the second conductive members 92 are not particularly limited.
  • the support electrode 921 may be composed of two or more electrodes, and for example, the second conductive member 92 may include a plurality of support electrodes 921 corresponding to the plurality of support portions 31 of the movable member 3. Good.
  • the fixed electrode 7 and the movable electrode 8 form a mechanical contact.
  • the stroke length of the input device 1, that is, the movement amount of the pusher 5 from the first state until the input device 1 enters the second state by the pressing operation can be set appropriately.
  • the input device 1 may be a short stroke type having a relatively short stroke length, a long stroke type having a relatively long stroke length, or a medium stroke type corresponding to an intermediate position between the short stroke type and the long stroke type.
  • the input device 1 is not limited to the normally open type, but may be a normally closed type that is turned off only during operation. That is, the pusher 5 of the input device 1 may be configured to push the movable member 3 from the off position to the on position by receiving a force from the outside, or vice versa.
  • the input device 1 is not limited to a configuration in which it is used as an operation unit of a device and operated by a person, and may be used as, for example, a detection unit of the device.
  • the input device 1 is used, for example, as a limit switch to detect the position of a mechanical component such as an actuator.
  • the movable member of the present disclosure is curved so as to project upward, and includes the movable electrode 8, the elastically deformable portion 30, and the leg extending downward from the peripheral edge of the elastically deformable portion 30.
  • the support portion 31 includes a portion 311, an extending portion 312 extending from the leg portion 311 so as to approach upward, and a connecting portion 317 connecting the leg portion 311 and the extending portion 312.
  • the leg portion 311 has a middle portion 311b of the leg portion 311 located between both end portions 311a of the leg portion 311 protruding in the width direction, and a boundary between the leg portion 311 and the extending portion 312 is a circle in a top view. It is arcuate and the lower surface of the connecting portion 317 is a convex curved surface 310 that projects downward.
  • Another aspect of the movable member according to the present disclosure is that the elastic deformation portion 30 is deformed so that the movable electrode 8 moves downward when pressed downward.
  • leg portion 311 is curved in the width direction such that an intermediate portion 311b of the leg portion 311 located between both end portions 311a of the leg portion 311 projects. ..
  • extension part 312 has an intermediate portion 312b of the extension part 312 located between both ends 312a of the extension part 312 in the width direction.
  • the extending portion 312 is curved so that an intermediate portion 312b of the extending portion 312 located between both end portions 312a of the extending portion 312 projects in the width direction. doing.
  • Another aspect of the movable member of the present disclosure is that the intermediate portion 311b of the leg portion 311 and the intermediate portion 311b of the extending portion 312 project in mutually opposite directions.
  • the intermediate portion 312b of the extending portion 312 projects in the first direction (direction approaching downward), and the intermediate portion 311b of the leg portion 311 moves in the second direction (upward). It projects in the direction of getting closer.
  • Another aspect of the movable member of the present disclosure is that the middle portion 311b of the leg portion 311 is most protruded at the center of both end portions 311a of the leg portion 311.
  • Another aspect of the movable member according to the present disclosure is that the middle portion 312b of the extension portion 312 is most protruded at the center of both end portions 312a of the extension portion 312.
  • Another aspect of the movable member of the present disclosure is that the middle portion 311b of the leg portion 311 is most protruded at the center.
  • the lower end of the lower surface (convex curved surface 310) of the connecting portion 317 is an arc-shaped line having the same height position.
  • the boundary between the leg portion 311 and the extending portion 312 is a circular arc shape of a perfect circle in a top view.
  • the boundary between the leg portion 311 and the extending portion 312 has an arc shape centered on the movable electrode 8 in a top view.
  • the outer circumference of the elastically deformable portion 30 is a circle centered on the movable electrode 8 in a top view.
  • the elastically deformable portion 30 has a dome shape, and the central portion of the elastically deformable portion 30 is the movable electrode 8. According to this aspect, the movable member has a click feeling.
  • Another aspect of the movable member of the present disclosure is electrically conductive. According to this aspect, reliability can be improved.
  • the convex curved surface 310 is formed by bending to form the extending portion 312. According to this aspect, the manufacture of the movable member 3 is facilitated.
  • Another aspect of the movable member of the present disclosure includes a plurality of support portions 31. According to this aspect, the movable member 3 can be stably arranged.
  • the movable member of the present disclosure is that the plurality of support portions 31 extend radially from the movable electrode 8 in a top view. According to this aspect, the movable member 3 can be arranged more stably.
  • One aspect of the input device of the present disclosure includes the fixed electrode 7, the base 21 (110) having the mounting surface S10 (110a) on which the fixed electrode 7 is provided, and the movable member 3 of the present disclosure.
  • the movable member 3 is mounted on the mounting surface S10 (110a) so that the movable electrode 8 faces the fixed electrode 7, and the convex curved surface 310 of the movable member 3 is in contact with the mounting surface S10 (110a). .. According to this aspect, reliability can be improved.

Abstract

可動部材は、上方に向かって突出するように湾曲し、可動電極を含む、弾性変形部と、前記弾性変形部の周縁から下方に近づくように延在する脚部と、前記脚部から上方に近づくように延在する延出部と、前記脚部と前記延出部を繋ぐ接続部と、を有する支持部と、を備える。前記脚部は、幅方向において、前記脚部の両端部の間に位置する前記脚部の中間部が突出しており、前記脚部と前記延出部との境界は、上面視において円弧状であり、前記接続部の下面は、下方に向かって突出する凸曲面である。

Description

可動部材、及び入力装置
 本開示は、一般に可動部材及び入力装置に関し、特に各種電子機器への入力に用いる可動部材及び入力装置に関する。
 特許文献1は、プッシュオンスイッチを開示している。特許文献1のプッシュオンスイッチは、上方開口の凹部を有する絶縁樹脂からなる箱形のケースを備える。ケースの凹部の内底面は、中央部が円形状でさらに窪んだ接点配置部として形成されている。接点配置部の底部外周位置に外側固定接点、またその中央位置に中央固定接点が互いに電気的に独立状態で配されている。また、プッシュオンスイッチは、上方凸形のドーム状に形成された良導電性金属薄板からなる可動接点を備え、ドーム状の外周部下端が、接点配置部内の外側固定接点上に載せられている。
特開2006-120397号公報
 プッシュオンスイッチの操作時には、可動接点の外周部下端が外側固定接点上を摺り動く。これによって、外側固定接点が削られて、削れ粉が生じる。このような削れ粉は、プッシュオンスイッチ(入力装置)の信頼性(特に、長期信頼性)の低下の一因となり得る。
 本開示の目的は、信頼性を向上できる可動部材及び入力装置を提供することである。
 本開示の一態様に係る可動部材は、上方に向かって突出するように湾曲し、可動電極を含む、弾性変形部と、前記弾性変形部の周縁から下方に近づくように延在する脚部と、前記脚部から上方に近づくように延在する延出部と、前記脚部と前記延出部を繋ぐ接続部と、を有する支持部と、を備える。前記脚部は、幅方向において、前記脚部の両端部の間に位置する前記脚部の中間部が突出しており、前記脚部と前記延出部との境界は、上面視において円弧状であり、前記接続部の下面は、下方に向かって突出する凸曲面である。
 本開示の一態様に係る入力装置は、固定電極と、前記固定電極が設けられる載置面を有するベースと、上述した可動部材と、を備え、前記可動部材は、前記可動電極が前記固定電極に対向するように、前記載置面に載置され、前記可動部材の前記凸曲面が前記載置面に当接している。
 本開示によれば、信頼性を向上できる、という効果を奏する。
図1Aは、第1状態における実施形態1の入力装置の概略断面図である。 図1Bは、図1AにおいてPで示す部分の部分図である。 図2は、第2状態における実施形態1の入力装置の概略断面図である。 図3は、実施形態1の入力装置の斜視図である。 図4は、実施形態1の入力装置の分解斜視図である。 図5は、実施形態1の入力装置のケースの平面図である。 図6は、実施形態1の入力装置の可動部材の斜視図である。 図7は、実施形態1の入力装置の可動部材の別の斜視図である。 図8は、上記入力装置の可動部材の平面図である。 図9は、上記入力装置の可動部材の底面図である。 図10Aは、図8及び図9でのA-A線断面図である。 図10Bは、図8及び図9でのB-B線断面図である。 図11Aは、上記入力装置の可動部材の製造方法の説明図である。 図11Bは、上記入力装置の可動部材の製造方法の説明図である。 図11Cは、上記入力装置の可動部材の製造方法の説明図である。 図12は、実施形態1の入力装置の説明図である。 図13は、比較例1の入力装置の説明図である。 図14は、比較例2の入力装置の説明図である。 図15は、実施形態1の入力装置の試験結果を示す図である。 図16は、比較例1の入力装置の試験結果を示す図である。 図17は、比較例2の入力装置の試験結果を示す図である。 図18は、実施形態2の入力装置の斜視図である。 図19は、実施形態2の入力装置の分解斜視図である。 図20は、変形例1の入力装置の可動部材の斜視図である。 図21は、変形例2の入力装置の可動部材の斜視図である。
 1.実施形態
 1.1 実施形態1
 1.1.1 概要
 図1Aは、本開示の一実施形態の入力装置1の概略断面図を示す。入力装置1は、可動部材3を備える。可動部材3は、図6~図9に示すように、弾性変形部30と、支持部31とを備える。弾性変形部30は、第1面81及び第2面82を有する可動電極8を含む。支持部31は、弾性変形部30の周縁から第1面81の向く第1方向に突出する脚部311と、脚部311の先端から第1方向とは反対の第2方向に突出する延出部312とを有する。脚部311は、図10Aに示すように、脚部311の幅方向の両端部311aよりも両端部311a間の中間部311bが突出する。脚部311と延出部312との境界は、図8に示すように、上面視において円弧状である。境界部分は、図1Bに示すように、第1方向を向いた凸曲面310を有する。脚部311と延出部312とを接続する部分を、説明しやすいよう『接続部317』と表す場合がある。接続部317の下面が凸曲面310である。
 なお、本開示では、「上」、「下」、「左」、「右」「上方」、「下方」等の方向を示す用語を用いて説明するが、これらは相対的な位置関係を示しているだけであり、それにより本開示が限定されるものではない。
 入力装置1は、更にベース21を備える。ベース21は、固定電極7が設けられる載置面S10を有する。可動部材3は、固定電極7に対向する可動電極8、及び、載置面S10に支持される支持部31を有する。可動部材3は、固定電極7に向かって可動電極8が近付くように変形可能である。支持部31は、凸曲面310を有し、凸曲面310で載置面S10と接触する。つまり、可動部材3は、可動電極8が固定電極7に対向するように、凸曲面310で載置面S10に載置される。
 入力装置1では、可動部材3が、支持部31の凸曲面310で載置面S10と接触する。そのため、可動部材3による載置面S10上の摺動に起因する削り粉の発生が低減され得る。更に、支持部31が凸曲面310を有していることによって、削れ粉を払うことができ、凸曲面310と載置面S10との間に削れ粉がたまることを抑制でき得る。したがって、削れ粉の発生に起因する信頼性(特に長期信頼性)の低下を抑制し得る。このように、可動部材3及び入力装置1によれば、信頼性を向上できる。
 1.1.2 詳細
 以下、可動部材3及び入力装置1について更に詳細に説明する。図3は、入力装置1の斜視図を示す。入力装置1は、いわゆるプッシュスイッチである。入力装置1は、携帯情報端末、車載機器、及び家電機器等の各種電子機器への入力に用いられる。入力装置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に内蔵される。この場合、筐体において入力装置1に対応する位置には、例えば中間部材として操作釦10(図1A及び図2参照)が配置される。これにより、操作者が操作釦10を押すことによって、入力装置1が操作釦10を介して間接的に操作される。
 入力装置1は、図4に示すように、ケース2と、可動部材3と、押し子5と、保持体6と、導電部材(第1及び第2導電部材)91,92と、を備えている。
 ケース2は、図3及び図4に示すように、可動部材3と、押し子5と、保持体6と、導電部材91,92とを収容する。ケース2は、ベース(ボディ)21と、カバー22と、を備える。
 ベース21は、図4及び図5に示すように、扁平な四角形(例えば、方形)の箱状である。ベース21は、電気絶縁性を有している。一例として、ベース21は、合成樹脂製である。ベース21は、厚み方向の一面(図4の上面)に凹部210を有している。凹部210は、可動部材3を収容するための空間を構成する。凹部210の底面211が可動部材3を載置するための載置面S10の一部を構成する。凹部210は、図5に示すように、平面視で円形状の第1空間210aと、第1空間210aから外方に突出する複数(本実施形態では、4つ)の第2空間210bとを有している。4つの第2空間210bは、等間隔で、第1空間210aの周方向に並んでいる。また、ベース21は、両側面(前の側面と後ろの側面)のそれぞれに、一対の突部212を有している。一対の突部212は、左右方向に離間している。
 カバー22は、図4に示すように、ベース21の凹部210を一部覆うようにしてベース21に取り付けられる。カバー22は、金属製である。カバー22は、平板部220を有する。平板部220は、平面視で四角形(例えば、方形)である。平板部220の四辺には、下方に向かって突出する2つの第1突片231と2つの第2突片232とが設けられている。2つの第1突片231と2つの第2突片232とは、矩形の板状である。2つの第1突片231は、左右方向に間隔を空けて対向しており、2つの第2突片232は、前後方向に間隔を空けて対向している。2つの第1突片231と2つの第2突片232とは、保持体6に接触することで、平面視において、保持体6をケース2に対して位置決めする。2つの第2突片232のそれぞれは、前後方向に間隔を空けて互いに対向しており、先端から突出する一対の引掛け爪233を有している。一対の引掛け爪233は、互いに離間している。2つの第2突片232の一対の引掛け爪233を、ベース21の一対の突部212に引っ掛けることで、ベース21とカバー22とが互いに結合される。また、カバー22の平板部220の中央部には、通孔24が設けられている。通孔24は、押し子5を露出させるための孔である。通孔24は、平面視で円形状である。
 第1導電部材91及び第2導電部材92は、いずれも導電性を有する材料(本実施形態では、金属板)からなる。第1導電部材91及び第2導電部材92は、互いに接触しないようにベース21に取り付けられている。特に、本実施形態では、第1導電部材91及び第2導電部材92は、インサート成形により、ベース21と一体化されている。すなわち、ベース21は、第1導電部材91及び第2導電部材92をインサート品としてインサート成形されている。
 第1導電部材91は、図4に示すように、電極(固定電極)7と、端子(第1端子11)と、を有している。第1導電部材91は、ベース21の凹部210の底面211の中央に露出する部分があり、当該部分に、固定電極7が設けられている。このように、固定電極7が載置面S10に露出するかたちで設けられている。固定電極7は、平面視において円形状である。第1端子11は、ベース21の側面から外方へ突出している。第1端子11は、例えば、入力装置1が実装される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得る。
 第2導電部材92は、図4に示すように、電極(支持電極921)と、端子(第2端子12)と、を有している。支持電極921は、枠状である。支持電極921は、凹部210の底面211に露出している。特に、支持電極921は、凹部210の底面211の中央部の固定電極7を避けて底面211の周部に露出している。少なくとも、支持電極921は、凹部210の各第2空間210bに対応する位置に露出している。支持電極921の表面は、底面211と面一となっており、底面211とともに載置面S10を構成する。第2端子12は、ベース21の側面から外方へ突出している。特に、第2端子12は、ベース21において第1端子11とは反対側の側面から突出している。第2端子12は、例えば、入力装置1が実装される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得る。
 以下、可動部材3について、図4~図9、図10A及び図10B、並びに図11A~図11Cを参照して説明する。可動部材3は、図4~図9に示すように、全体として円形の板状である。なお、図8は可動部材3の平面図であり、図9は可動部材3の底面図であるが、外観が似ているため、これらを区別するために、図9にはドットのハッチングをしている。
 可動部材3は、弾性変形部30と、支持部(本実施形態では、複数の支持部)31と、を有している。可動部材3は、導電性を有している。本実施形態では、可動部材3は、弾性を有する材料により形成されており、弾性変形部30と支持部31とは一体となっている。弾性を有する材料としては、金属板が挙げられる。一例として、厚み0.075mmのステンレス(SUS301)製の金属板が、可動部材3の材料として利用され得る。なお、金属板は、必要に応じて、金属板の材料(例えばステンレス)より導電性が高い金属(金や銀)の膜(例えば、メッキ膜)で被覆されていてよい。
 弾性変形部30は、ドーム状である。特に、弾性変形部30は、平面視において円形状である。弾性変形部30は、いわゆるメタルドームである。弾性変形部30の厚み方向の一面(図4の上面)は、凸面であり、その中央部が受圧部32を構成する。弾性変形部30の受圧部32を押圧していくと、図2に示すように弾性変形部30が弾性変形をし、これによって、クリック感が発生する。より詳細には、この弾性変形によって、弾性変形部30の中央部が反転して凸状態から凹状態となる。このように、弾性変形部30は、受圧部32が押圧されると受圧部32が凹むように弾性変形してクリック感を発生する。本実施形態では、弾性変形部30の中央部(受圧部32)に対応する部分が可動電極8を構成する。可動電極8は、図1A及び図6~図9に示すように、第1面81及び第2面82を有する。第1面81は、可動電極8において固定電極7を向く面(載置面S10を向く面)であり、第2面82は第1面81とは反対側の面である。本実施形態では、第1面81は凹面であり、第2面82は凸面である。可動電極8は、弾性変形部30の中央部分である。したがって、弾性変形部30は、可動電極8の第2面82の押圧によって可動電極8が第1面81の向く第1方向に移動するように変形可能である。第1面81の向く方向は、第1面81の基準点に対して考慮される。本実施形態では、第1面81の基準点は第1面81の中心であり、最も凹んでいる部分である。ここにおいて、第1方向は、可動電極8から固定電極7へ向かう方向であるともいえる。ここでは第1方向は下方である。また、第2方向は上方である。
 複数(本実施形態では、4つ)の支持部31は、可動部材3において載置面S10で支持される部位である。各支持部31は、弾性変形部30の周縁から突出している。図5に示すように、4つの支持部31は、平面視において弾性変形部30(可動電極8)から放射状に延びている。4つの支持部31は、等間隔で、弾性変形部30の周方向に並んでいる。このように、支持部31は、弾性変形部30を囲うように配置されている。
 図6~図9に示すように、各支持部31は、板状であり、先端ほど幅が狭くなっている。更に、各支持部31は、脚部311と、延出部312を有している。脚部311は、図1A及び図1Bに示すように、弾性変形部30の周縁から載置面S10に向けて延びる。換言すれば、脚部311は、図7に示すように、第1方向(可動電極8の第1面81の向く方向)に突出する。ここで、「脚部311が第1方向に突出する」とは、脚部311が第1方向と同じ方向だけではなく、第1方向に対する角度が90度未満の方向に突出していることを含む。要するに、脚部311が突出する方向のベクトルが、第1方向と同じ方向の成分を含んでいれば、「脚部311が第1方向に突出する」といってよい。延出部312は、図1A及び図1Bに示すように、脚部311の先端から載置面S10から離れる方向に延びる。よって、入力装置1は、脚部311の先端には載置面S10から離れる方向に延びる延出部312を有する。換言すれば、延出部312は、図8に示すように、脚部311の先端から第1方向とは反対の第2方向に突出する。ここで、「延出部312が第2方向に突出する」とは、延出部312が第2方向と同じ方向だけではなく、第2方向に対する角度が90度未満の方向に突出していることを含む。要するに、延出部312が突出する方向のベクトルが、第2方向と同じ方向の成分を含んでいれば、「延出部312が第2方向に突出する」といってよい。このように、入力装置1は、脚部311の先端には載置面S10から離れる方向に延びる延出部312を有する。
 言い換えれば、脚部311は弾性変形部30の周縁から下方に近づくように延在しており、延出部312は脚部311から上方に近づくように延在している。
 そして、支持部31は、図1Bに示すように側面視では、L字形である。支持部31では、脚部311と延出部312との接続部317の下面は、凸曲面310となっている。支持部31は、凸曲面310で載置面S10に接触する。なお、載置面S10に接触する凸曲面310を有する構成とする場合、一つの曲げ線で凸曲面310を構成すると望ましいが、近接した位置に二つ以上の曲げ線を設けて複数の凸曲面を設けてもよい。この構成の場合、二つ以上の曲げ線のうちの一つに対応する凸曲面を載置面S10に接触する凸曲面310にすればよい。
 可動部材3は、金属板の打ち抜き加工及び曲げ加工により形成され得る。可動部材3の製造方法は、一例として、打ち抜きステップ、第1曲げステップ、及び第2曲げステップを含み得る。打ち抜きステップでは、図11Aに示すように、金属体の打ち抜き加工によって、可動部材3として利用する部分300を形成する。部分300は、弾性変形部30となる第1部分301と、それぞれ支持部31となる複数(4つ)の第2部分302とを有している。第1部分301は、円形状である。第2部分302は、第1部分301の周縁から突出している。第2部分302の突出する方向は、第1部分301の径方向に沿っている。第1曲げステップでは、図11Bに示すように、第1部分301を全体的に湾曲させ、弾性変形部30を形成する。ここでは、部分300を全体的に球形状に湾曲させる。更に、第2部分302を第1部分301に対して折り曲げる。折り曲げの度合いは、弾性変形部30と支持部31の脚部311との角度によって決まる。なお、弾性変形部30と支持部31の脚部311との角度によっては、第2部分302を第1部分301に対して折り曲げる必要はない。第2曲げステップでは、図11Cに示すように、支持部31となる第2部分302を折り曲げる。ここでは、第2部位の先端部分を、直線ではなく、曲線313(図5参照)に沿って折り曲げる。この曲線は、円弧である。円弧の中心は、弾性変形部30の中心に一致している。
 このように、支持部31(脚部311及び延出部312)は、支持部31となる金属板(第2部分302)の先端部分を折り曲げることで形成される。したがって、凸曲面310は、延出部312を形成するための折り曲げ加工により形成される。本実施形態では、凸曲面310の曲率半径R(図1B参照)は、0.2mmである。なお、曲率半径Rは、0.15mm以上であるとよい。一方、曲率半径Rは、0.25mm以下であるとよい。
 更に、本実施形態では、支持部31となる金属板(第2部分302)の先端部分を、直線ではなく、曲線313(図5参照)に沿って折り曲げている。そのため、図5~図7に示すように、脚部311と延出部312との境界部分(接続部317)の下面が円弧状となっている。そのため、凸曲面310は、載置面S10との接触部分が円弧状となる。換言すれば、凸曲面310は載置面S10に線状に接触するように構成できる。これであれば、物理的安定性及び電気的安定性が向上する。例えば、本実施形態のように脚部311が幅方向で上向きに湾曲した形状である場合に、曲線313ではなく平面視において直線で曲げた境界部分にすると、幅方向での両端と中間部とで高さ位置に差が生じ得る。この構成の境界部分では載置面S10に対して幅方向での両端の端部に限られた点接触状態になる。この構成は、載置面S10に可動部材を載置した状態で、ぐらつきを生じる要因になる。また、境界部分が載置面S10に点接触することになるため、電気的安定性も得られ難い。これに対して、本実施形態による曲線313に沿って折り曲げた境界部分を設けたことによって、凸曲面310は載置面S10に線状に接触し、物理的特性及び電気的特性が安定する。特に、図5に示すように、凸曲面310の載置面S10との接触部分(脚部311と延出部312との境界部分)は、平面視において、可動電極8(弾性変形部30)を中心とする円弧状に延びている。そのため、凸曲面310の載置面S10との接触部分は、可動電極8(弾性変形部30)を中心とする円C10上にある。この設定とすることで、凸曲面310の載置面S10との接触部分の接触状態が、線状かつ均等状態で接触しやすくなる。これによって、可動部材3の支持部31が更に載置面S10上を摺動しやすくなる。また、弾性変形部30は、平面視において、外周が可動電極8を中心とする円状に延びている。よって、円C10は、弾性変形部30の外周と同心円である。本実施形態では、弾性変形部30の外周の直径は、4.5mmであり、可動部材3の外接円(可動部材3の延出部312の先端に当接する円)の直径は、5.8mmである。この場合、円C10の直径は、4.8~5.6mmの範囲であり、一例としては5.4mmである。換言すれば、脚部311と延出部312との境界部分の曲率半径は、2.4~2.8mmの範囲であり、一例として、2.7mmである。
 更に、脚部311は、図10Aに示すように、幅方向の両端部311aと、両端部311a間の中間部311bを有し、中間部311bが両端部311aよりも上方に突出している。本実施形態では、脚部311は、中間部311bが両端部311aよりも上方に突出するように、脚部311の幅方向において湾曲している。また、脚部311の中間部311bは、中間部311bの中央(脚部311の中央)で最も突出している。脚部311の長さ方向(脚部311の突出する方向)に直交する断面での脚部311の表面の曲率半径は、可動部材3の動作力(押し力、クリック率)によって適宜設定され得る。一例として、可動部材3が厚み0.075mmのステンレス(SUS301)製であって、押し力が2.2N、クリック率が55%であれば、曲率半径は、6.0~8.0mmであってよく、例えば6.9mmであってよい。また、脚部311の幅方向の中央は第2方向に突出している。これは、脚部311が、ドーム状である弾性変形部30の周縁から延びているためである。なお、脚部311の幅方向とは、脚部311が突出する方向(すなわち、長さ方向)と脚部311の厚み方向との両方に直交する方向である。
 更に、延出部312は、図10Bに示すように、幅方向の両端部312aと、両端部312a間の中間部312bを有し、中間部312bが両端部312aよりも下方に突出している。本実施形態では、延出部312は、中間部312bが両端部312aよりも下方に突出するように、延出部312の幅方向において湾曲している。また、延出部312の中間部312bは、中間部312bの中央(延出部312の中央)で最も突出している。また、延出部312の幅方向の中央は第1方向に突出している。つまり、脚部311の幅方向の中央と延出部312の幅方向の中央とは反対側に突出している。これは、延出部312が、支持部31となる金属板の先端部分を、直線ではなく、曲線313(図5参照)に沿って折り曲げることで形成されているためである。なお、延出部312の幅方向とは、延出部312が突出する方向(すなわち、長さ方向)と延出部312の厚み方向との両方に直交する方向である。
 本実施形態では、図1Bに示すように、接続部317の下面(凸曲面310)の下端は、円孤状の線となる。その線を、図1Bに点Aとして示す。図1Bは断面図であるため点Aとして示しているが、実際は、図1Bにおける手前から後方に向かって延伸する線であり、その線は、下方から見ると円弧を描いている。また、円弧状の線の上下方向における高さ位置は、同じとなる。例えば、図7を参照して説明すると、円弧状の線は、図7に示す凸曲面310で示す線に実質的に沿って延伸している。
 つまり、接続部317の下面(凸曲面310)の下端は、高さ位置が同じとなる円弧状の線になる。
 可動部材3は、図5に示すように、ベース21の凹部210に収容されて、載置面S10上に置かれる。特に、4つの支持部31は、凹部210の4つの第2空間210bにそれぞれ位置するように、第2導電部材92の支持電極921上に載置される。これによって、弾性変形部30の可動電極8がケース2の固定電極7に対向する位置に保持される。弾性変形部30は、弾性変形可能であるから、可動部材3は、固定電極7に対して可動電極8が近付くように(弾性的に)変形可能である(図1A及び図2参照)。
 押し子5は、可動部材3の弾性変形部30の受圧部32を押圧するための部材である。押し子5は、電気絶縁性を有している。押し子5は、弾性を有する材料(本実施形態では、ゴム)で形成されている。押し子5は、中実の円柱状である。押し子5は、可動部材3において固定電極7とは反対側に、可動部材3の受圧部32と対向するように配置される。本実施形態では、通常時において、押し子5と可動部材3とは接触しておらず、押し子5と、可動部材3の受圧部32との間には、隙間がある。
 保持体6は、押し子5をケース2に取り付けるための部材である。保持体6は、電気絶縁性を有している。保持体6は、弾性を有する材料(本実施形態では、ゴム)で形成されている。保持体6は、図4に示すように、主部61と、台部62と、を有している。主部61は、図1Aに示すように、中空の円錐台状である。主部61は、ベース21から遠い側の開口端(図1Aでの上側の開口端)で、押し子5の側面の中間部に一体に連結されている。つまり、本実施形態では、押し子5及び保持体6は、一体的に形成されている。台部62は、円形の開口を有する矩形の枠状である。主部61は、ベース21に近い側の開口端(図1Aでの下側の開口端)で、台部62の内側面に一体に連結されている。台部62は、ベース21とカバー22との間に挟まれて、ケース2に固定される。
 1.1.3 動作
 以下、入力装置1の動作について説明する。入力装置1は、図1Aに示す第1状態と、図2に示す第2状態とを有している。第1状態では、可動部材3の弾性変形部30は弾性変形しておらず、可動電極8は固定電極7に接触していない。よって、第1状態では、第1端子11と第2端子12との間が導通していない。第2状態では、可動部材3の弾性変形部30が弾性変形して、可動電極8が固定電極7に接触している。よって、第2状態では、第1端子11と第2端子12との間が導通している。よって、第1状態及び第2状態は、それぞれ、オフ状態及びオン状態であるといえる。
 入力装置1を第1状態から第2状態にするには、操作者が押し子5を一定以上の力で押圧すればよい。これによって、押し子5を介して可動部材3の受圧部32が載置面S10側に押圧される。これによって、可動部材3の弾性変形部30が徐々に変形する。そして、弾性変形部30を押す力の大きさが一定値を超えると、弾性変形部30は勢いよく座屈して大きく変形する(図2参照)。このような弾性変形部30の反転動作によって、押し子5を押す操作者には、弾性変形部30の弾性変形に伴って節度感(クリック感)が与えられる。そして、弾性変形部30が上記のように変形すると、図2に示すように、可動電極8が固定電極7に接触して、第1端子11と第2端子12との間が導通する。よって、入力装置1が第2状態となる。
 入力装置1を第2状態から第1状態にするには、操作者が押し子5の押圧をやめればよい。押し子5が押圧されなくなると、弾性変形部30がその復元力によって元の形状に戻る。そして、弾性変形部30が元の形状になると、図1Aに示すように、可動電極8が固定電極7から離れるから、第1端子11と第2端子12との間が導通しなくなる。よって、入力装置1が第1状態となる。
 1.1.4 試験
 入力装置1の第1状態と第2状態との切り替えを行った場合には、可動部材3の弾性変形部30の弾性変形に起因して、支持部31が載置面S10(本実施形態では、支持電極921)上を摺動する。支持部31が載置面S10上を摺動すると、載置面S10が支持部31で僅かに削られて、削れ粉500(図12参照)が発生する。入力装置1の第1状態と第2状態との切り替えの回数が増加すると、やがて、図12に示すように、載置面S10に凹所400が生じ、削れ粉500が凹所400にたまる場合がある。削れ粉500は、一般に、金属酸化物であって、電気絶縁性を有している。そのため、凹所400内に削れ粉500が大量にたまると、支持部31と支持電極921との電気的な特性が悪化し得る。これは、入力装置1の信頼性の低下につながる。
 入力装置1では、可動部材3が、支持部31の凸曲面310で載置面S10と接触する。そのため、可動部材3による載置面S10上の摺動に起因する削れ粉500の発生が低減され得る。更に、支持部31が凸曲面310を有していることによって、削れ粉500を払うことができ、凸曲面310と載置面S10との間(載置面S10の凹所400内)に削れ粉500がたまることを抑制でき得る。したがって、削れ粉500の発生に起因する信頼性(特に長期信頼性)の低下を抑制し得る。よって、入力装置1によれば、信頼性を向上できる。
 このような入力装置1の利点を確認するため、比較例1(図13参照)、及び、比較例2(図14参照)を用いて試験を行った。
 比較例1は、図13に示すように、入力装置1の支持部31とは異なる支持部31aを有する入力装置である。支持部31aは、支持部31と同様に、脚部311を有するが、図12に示す延出部312の代わりに、脚部311の先端から載置面S10に沿って延びる延出部312(図13参照)を有している。支持部31aは、図13に示すように、延出部312の一面である平坦な面で、載置面S10に接触する。
 比較例2は、図14に示すように、入力装置1の支持部31とは異なる支持部31bを有する入力装置である。支持部31bは、支持部31と同様に、脚部311を有するが、延出部312を有していない。支持部31bは、図14に示すように、脚部311の先端の角で、載置面S10に接触する。
 試験では、入力装置の第1状態と第2状態との切り替え(押し子5の押し操作)を所定回数繰り返し行った。そして、試験結果として、載置面S10の状態を観察して、入力装置1、比較例1、及び比較例2の評価を行った。
 図15は、試験後の上記実施形態の入力装置1の載置面S10の状態を示す画像である。図15において、R10は、載置面S10を支持部31が摺動してできた跡を含む領域である。図16は、試験後の比較例1の入力装置の載置面S10の状態を示す画像である。図16において、R20は、載置面S10を支持部31aが摺動してできた跡を含む領域である。図17は、試験後の比較例2の入力装置の載置面S10の状態を示す画像である。図17において、R30は、載置面S10を支持部31bが摺動してできた跡を含む領域である。図15~図17の画像において、色が濃いほど、削れ粉が多いことを表している。
 図15~図17の画像の比較から明らかなように、入力装置1では、比較例1及び比較例2よりも明らかに、削れ粉の量が少ない。これは、支持部31が凸曲面310で載置面S10と接触しているために削れ粉500の発生が低減されており、更に、支持部31が凸曲面310で削れ粉500を払って凹所400から外へ掃き出しているからと考えられる。
 これに対して、比較例1では、図13に示すように、支持部31aは、延出部312の一面である平坦な面で、載置面S10に接触する。そのため、載置面S10が削れてできる凹所410から削れ粉510があまり掃き出されずに、凹所410内に、削れ粉510が堆積していると考えられる。したがって、入力装置1は、比較例1に比べて、支持部と載置面との間にたまる削れ粉の量を少なくできて、信頼性の向上が期待できる。
 また、比較例2では、図14に示すように、支持部31bは、脚部311の先端の角で、載置面S10に接触する。そのため、載置面S10が削れてできる凹所420は、入力装置1及び比較例1の場合よりも深くなって、削れ粉520がたまりやすくなっていると考えられる。したがって、入力装置1は、比較例2に比べて、支持部と載置面との間にたまる削れ粉の量を少なくできて、信頼性の向上が期待できる。
 1.2 実施形態2
 図18は、実施形態2の入力装置101を示す。入力装置101は、入力装置1と同様のプッシュスイッチである。入力装置101は、図19に示すように、ベース110と、可動部材3と、スペーサ120と、カバー130と、押し子140を備えている。可動部材3は、実施形態1と同様の構成である。
 ベース110は、基板(配線基板、プリント基板)を含む。ベース110は、図18及び図19に示すように、扁平な四角形(例えば、方形)の板状である。ベース110は、厚み方向の一面(図18及び図19での上面)が可動部材3を載置するための載置面110aを構成する。また、載置面110aには、電極(固定電極)111と電極(支持電極)112とが設けられている。固定電極111は、平面視において、円形である。支持電極112は、平面視において、円環形である。固定電極111は、支持電極112の内側にある。また、固定電極111と支持電極112とは中心が一致している。固定電極111及び支持電極112は、アディティブ法(フルアディティブ法、セミアディティブ法)及びサブトラクティブ法等の従来周知の技術により、設けられ得る。
 実施形態1と同様に、可動部材3は、可動電極8が固定電極111に対向するように、凸曲面310(図1B参照)で載置面110aに載置される。特に、可動部材3の支持部31は、支持電極112上に位置する。つまり、支持部31は、凸曲面310で支持電極112に接触する。
 スペーサ120は、ベース110とカバー130との間に、可動部材3を収める空間を形成するためのものである。スペーサ120は、フィルム状である。スペーサ120は、平面視において、円環形である。スペーサ120は、内径が支持電極112の外径より大きい。スペーサ120は、固定電極111及び支持電極112を囲うように、ベース110の載置面110aに配置される。なお、スペーサ120は、電気絶縁性を有している。一例として、スペーサ120は、合成樹脂製である。
 カバー130は、可動部材3を覆うようにしてベース110に取り付けられる。本実施形態では、カバー130は、スペーサ120を間に挟んでベース110に取り付けられる。カバー130は、フィルム状である。カバー130は、平面視において、円形である。カバー130は、スペーサ120に取り付けられる円環状の固定部131と、固定部131の内側にあって可動部材3を覆うドーム部132とを有する。カバー130は、電気絶縁性を有している。また、カバー130は、可撓性を有し、これによって、カバー130越しに受圧部32を押圧しやすくしている。一例として、カバー130は、合成樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート)製のフィルムである。カバー130の材料は、合成樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート)に限らず、弾性を有する材料(ゴム等)であってもよい。
 押し子140は、可動部材3の弾性変形部30の受圧部32を押圧するための部材である。より詳細には、押し子140は、カバー130にかけられた力を効率的に受圧部32に伝達するための部材である。押し子140は、電気絶縁性を有している。一例としては、押し子140は、合成樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート)製のフィルムの打ち抜き加工により形成され得る。押し子140の材料は、合成樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート)に限らず、弾性を有する材料(ゴム等)であってもよい。押し子140は、中実の円柱状である。押し子140は、可動部材3において固定電極111とは反対側に、可動部材3の受圧部32と対向するように配置される。本実施形態では、押し子140は、可動部材3とカバー130との間に、それぞれに接触した状態で介在されている。
 以下、入力装置101の動作について説明する。入力装置101は、第1状態と、第2状態とを有している。第1状態では、可動部材3の弾性変形部30は弾性変形しておらず、可動電極8は固定電極111に接触していない。第2状態では、可動部材3の弾性変形部30が弾性変形して、可動電極8が固定電極111に接触している。
 入力装置1を第1状態から第2状態にするには、操作者がカバー130越しに押し子140を一定以上の力で押圧すればよい。これによって、押し子140を介して可動部材3の受圧部32が載置面S10側に押圧される。これによって、可動部材3の弾性変形部30が徐々に変形する。そして、弾性変形部30を押す力の大きさが一定値を超えると、弾性変形部30は勢いよく座屈して大きく変形する。このような弾性変形部30の反転動作によって、押し子140を押す操作者には、弾性変形部30の弾性変形に伴って節度感(クリック感)が与えられる。そして、弾性変形部30が上記のように変形すると、可動電極8が固定電極111に接触する。よって、入力装置101が第2状態となる。
 入力装置101を第2状態から第1状態にするには、操作者が押し子140の押圧をやめればよい。押し子140が押圧されなくなると、弾性変形部30がその復元力によって元の形状に戻る。そして、弾性変形部30が元の形状になると、可動電極8が固定電極111から離れる。よって、入力装置101が第1状態となる。
 入力装置101では、可動部材3が、支持部31の凸曲面310で載置面110aと接触する。そのため、可動部材3による載置面110a上の摺動に起因する削り粉の発生が低減され得る。更に、支持部31が凸曲面310を有していることによって、削れ粉を払うことができ、凸曲面310と載置面110aとの間に削れ粉がたまることを抑制でき得る。したがって、削れ粉の発生に起因する信頼性(特に長期信頼性)の低下を抑制し得る。このように、可動部材3及び入力装置101によれば、信頼性を向上できる。
 2.変形例
 本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
 例えば、可動部材3の形状は、上記実施形態で示す形状に限定されない。
 2.1 変形例1
 図20は、変形例1の入力装置の可動部材3Aを示す。可動部材3Aは、全体として四角形(例えば正方形)の板状である。可動部材3Aは、その中央部に、ドーム状の弾性変形部30を有している。また、可動部材3Aは、その四隅に、支持部31Aを有している。各支持部31Aは、脚部311Aと、延出部312Aとを有している。脚部311Aは、弾性変形部30の周縁から載置面S10に向けて延びる。延出部312Aは、脚部311Aの先端から載置面S10から離れる方向に延びる。つまり、支持部31Aは、側面視では、L字形である。支持部31Aは、脚部311A(の載置面S10側の面)と延出部312A(の載置面S10側の面)との境界部分が凸曲面310Aとなっている。支持部31Aは、凸曲面310Aで載置面S10に接触する。
 以上に述べた変形例1では、実施形態1,2の入力装置1,101と同様に、可動部材3Aが、支持部31Aの凸曲面310Aで載置面S10と接触する。そのため、変形例1の入力装置によっても、信頼性を向上できる。
 2.2 変形例2
 図21は、変形例2の入力装置の可動部材3Bを示す。可動部材3Bは、可動部材3の支持部31と異なる支持部31Bを有している。
 より詳細には、可動部材3Bは、可動部材3と同様に、全体として円形の板状である。可動部材3Bは、弾性変形部30と、複数(図21では4つ)の支持部31Bと、を有している。可動部材3bは、可動部材3と同じ材料で形成されている。
 各支持部31Bは、脚部314と、複数(図21では2つ)の凸部315と、を有している。脚部314は、弾性変形部30の周縁から載置面S10に向けて延びる。脚部314は、板状であり、先端ほど幅が狭くなっている。また、脚部314は、先端が折れ曲がった形状である。各凸部315は、脚部314の先端から載置面S10に向かって突出する。各凸部315は、半球状である。よって、凸部315の表面は、凸曲面316を含んでいる。2つの凸部315は、脚部314の幅方向に並んでいる。
 支持部31B(脚部314及び凸部315)は、支持部31Bの脚部314となる金属板の先端部分を折り曲げて、脚部314の一部に打ち出し加工をすることで形成される。したがって、凸曲面316は、凸部315を形成するための打ち出し加工により形成される。なお、凸曲面316の曲率半径は、凸曲面310の曲率半径Rと同じ条件で設定されてよい。
 以上の述べた変形例2では、実施形態1,2の入力装置1,101と同様に、可動部材3Bが、支持部31Bの凸曲面316で載置面S10と接触する。そのため、変形例2の入力装置によっても、信頼性を向上できる。
 なお、変形例2において、凸部315の数は限定されず、凸部315はその表面が凸曲面316を含む限り、形状も限定されない。また、凸部315は、脚部314の先端ではなく、中腹部にあってよい。つまり、脚部314での凸部315の位置は特に限定されない。
 2.3 その他の変形例
 可動部材3の弾性変形部30は金属製ではなく、樹脂製であってもよい。また、弾性変形部30は、ドーム状に限定されず、弾性変形が可能な形状であればよい。なお、弾性変形部30は、クリック感を生じる形状であってよいが、これに限定されない。
 支持部31の形状等は、上記実施形態に限定されず、変更可能である。一例として、脚部311は、両端部311aよりも中間部311bが突出するように、脚部311の幅方向において1以上の箇所で折れ曲がっていてよい。同様に、延出部312は、両端部312aよりも中間部312bが突出するように、延出部312の幅方向において1以上の箇所で折れ曲がっていてよい。一例として、脚部311の中間部311bは、中央で最も突出していなくてもよく、両端部311aの一方に他方よりも近い部分で最も突出していてよい。同様に、延出部312の中間部312bは、中央で最も突出していなくてもよく、両端部312aの一方に他方よりも近い部分で最も突出していてよい。
 また、脚部311の突出する方向に直交する断面での脚部311の表面の曲率半径は、延出部312の突出する方向に直交する断面での延出部312の表面の曲率半径と等しくなくてよい。また、凸曲面310は、境界部分の幅に沿った断面では平坦ではなく円弧状であってもよい。また、境界部分は、平面視において、楕円の円弧状に延びていてよい。つまり、境界部分は、平面視において、直線状ではなく、曲線状に延びていてよい。
 可動部材3の支持部31の数も限定されない。例えば、可動部材3は、3つの支持部31を有していてよく、3つの支持部31は、弾性変形部30を囲うように等間隔で配置されていてよい。更に、可動部材3が支持部31を一つ有する場合、支持部31は、弾性変形部30を囲う環状であってよい。
 可動部材3の数は、特に限定されず、可動部材3は、複数枚重ねて用いられてよい。この場合、重ねる可動部材3の数によって、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、入力装置1の操作感触が変化する。
 また、ケース2、押し子5、保持体6、第1導電部材91、及び第2導電部材92の形状は上記実施形態で示す形状に限定されない。
 一変形例では、ケース2は、平面視において、円形状、四角形以外の多角形状であってよい。
 一変形例では、押し子5は、ケース2から突出していなくてもよい。例えば、押し子5は、ケース2に収容されていてよい。この場合、ケース2のカバー22は、押し子5を覆う部位が可撓性を有していてよい。この場合、押し子5は、導電性を有していてよく、例えば、金属製であってもよい。
 一変形例では、第1状態において、押し子5と可動部材3との間に隙間はなくてもよい。つまり、第1状態において、押し子5が可動部材3の受圧部32に接触していてもよい。
 一変形例では、保持体6は、ゴム製でなくてもよい。保持体6は、導電性を有してればよく、例えば、金属製であってもよい。
 一変形例では、押し子5及び保持体6は一体でなくてもよく、別体であってよい。この場合、保持体6は、例えば接着などの適宜の固定手段により、押し子5に固定されればよい。また、押し子5及び保持体6は、必須ではない。
 一変形例では、第1導電部材91及び第2導電部材92の数も特に限定されない。また、第2導電部材92は、支持電極921が、2以上の電極で構成されていてよく、例えば、可動部材3の複数の支持部31にそれぞれ対応する複数の支持電極921を有していればよい。
 上記実施形態では、固定電極7と可動電極8とで機械接点を構成している。一変形例では、固定電極7と可動電極8との間に誘電層があってよく、この場合、圧力センサが構成される。つまり、可動電極8と固定電極7と機械接点又は圧力センサに利用でき得る。
 入力装置1のストローク長、つまり第1状態時から押操作によって入力装置1が第2状態になるまでの押し子5の移動量は、適宜設定可能である。例えば、入力装置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であってもよい。また、入力装置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。つまり、入力装置1の押し子5は、外部からの力を受けてオフ位置からオン位置へ可動部材3を押す構成であってもよいし、その逆であってもよい。
 入力装置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。入力装置1が機器の検知部に用いられる場合、入力装置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。
 3.態様
 本開示の可動部材の一態様は、上方に向かって突出するように湾曲し、可動電極8を含む、弾性変形部30と、弾性変形部30の周縁から下方に近づくように延在する脚部311と、脚部311から上方に近づくように延在する延出部312と、脚部311と延出部312を繋ぐ接続部317と、を有する支持部31と、を備える。脚部311は、幅方向において、脚部311の両端部311aの間に位置する脚部311の中間部311bが突出しており、脚部311と延出部312との境界は、上面視において円弧状であり、接続部317の下面は、下方に向かって突出する凸曲面310である。
 本開示の可動部材の別の態様は、弾性変形部30は、下方に押圧されることで、可動電極8が下方に移動するように変形する。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311は、幅方向において、脚部311の両方の端部311aの間に位置する脚部311の中間部311bが突出するように湾曲している。
 本開示の可動部材の別の態様は、延出部312は、幅方向において、延出部312の両方の端部312aの間に位置する延出部312の中間部312bが突出している。
 本開示の可動部材の別の態様は、延出部312は、幅方向において、延出部312の両方の両端部312aの間に位置する延出部312の中間部312bが突出するように湾曲している。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311の中間部311bと延出部312の中間部311bとは互いに反対方向に向かって突出する。
 本開示の可動部材の別の態様は、延出部312の中間部312bは第1方向(下方に近づく方向)に向かって突出しており、脚部311の中間部311bは第2方向(上方に近づく方向)に突出している。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311の中間部311bは、脚部311の両方の端部311aの中央で最も突出している。
 本開示の可動部材の別の態様は、延出部312の中間部312bは、延出部312の両方の端部312aの中央で最も突出している。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311の中間部311bは、中央で最も突出している。
 本開示の可動部材の別の態様は、接続部317の下面(凸曲面310)における下端は、高さ位置が同じとなる円弧状の線である。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311と延出部312との境界は、上面視において、正円の円弧状である。
 本開示の可動部材の別の態様は、脚部311と延出部312との境界は、上面視において、可動電極8を中心とする円弧状である。
 本開示の可動部材の別の態様は、弾性変形部30の外周は、上面視において、可動電極8を中心とする円である。
 上述した態様によれば、信頼性を向上できる。
 本開示の可動部材の別の態様は、弾性変形部30は、ドーム状であり、弾性変形部30の中央部分が可動電極8である。この態様によれば可動部材がクリック感を有する。
 本開示の可動部材の別の態様は、導電性を有する。この態様によれば、信頼性を向上できる。
 本開示の可動部材の別の態様は、凸曲面310は、延出部312を形成するための折り曲げ加工により形成される。この態様によれば、可動部材3の製造が容易になる。
 本開示の可動部材の別の態様は、複数の支持部31を備える。この態様によれば、可動部材3を安定して配置できる。
 本開示の可動部材の別の態様は、前記複数の支持部31は、上面視において可動電極8から放射状に延在している。この態様によれば、可動部材3をより安定して配置できる。
 本開示の入力装置の一態様は、固定電極7と、固定電極7が設けられる載置面S10(110a)を有するベース21(110)と、本開示の可動部材3と、を備える。可動部材3は、可動電極8が固定電極7に対向するように、載置面S10(110a)に載置され、可動部材3の凸曲面310が載置面S10(110a)に当接している。この態様によれば、信頼性を向上できる。
 1,101 入力装置
 11 第1端子
 12 第2端子
 21,110 ベース
 3,3A,3B 可動部材
 30 弾性変形部
 31,31A,31B 支持部
 310,310A 凸曲面
 311,311A 脚部
 311a 端部
 311b 中間部
 312,312A 延出部
 312a 端部
 312b 中間部
 313 曲線
 314 脚部
 315 凸部
 316 凸曲面
 317 接続部
 7,111 固定電極
 8 可動電極
 81 第1面
 82 第2面
 921,112 支持電極
 S10,110a 載置面

Claims (20)

  1.  上方に向かって突出するように湾曲し、可動電極を含む、弾性変形部と、
     前記弾性変形部の周縁から下方に近づくように延在する脚部と、前記脚部から上方に近づくように延在する延出部と、前記脚部と前記延出部を繋ぐ接続部と、を有する支持部と、
     を備え、
     前記脚部は、幅方向において、前記脚部の両端部の間に位置する前記脚部の中間部が突出しており、
     前記脚部と前記延出部との境界は、上面視において円弧状であり、
     前記接続部の下面は、下方に向かって突出する凸曲面である、
     可動部材。
  2.  前記弾性変形部は、下方に押圧されることで、前記可動電極が下方に移動するように変形する、
     請求項1に記載の可動部材。
  3.  前記脚部は、幅方向において、前記脚部の前記両端部の間に位置する前記脚部の前記中間部が突出するように湾曲している、
     請求項1又は2に記載の可動部材。
  4.  前記延出部は、幅方向において、前記延出部の両端部の間に位置する前記延出部の中間部が突出する、
     請求項1~3のいずれか一つに記載の可動部材。
  5.  前記延出部は、前記幅方向において、前記延出部の前記両端部の間に位置する前記延出部の前記中間部が突出するように湾曲している、
     請求項4に記載の可動部材。
  6.  前記脚部の前記中間部と前記延出部の前記中間部とは互いに反対方向に向かって突出する、
     請求項4又は5に記載の可動部材。
  7.  前記延出部の前記中間部は第1方向に向かって突出しており、
     前記脚部の前記中間部は前記第1方向とは反対の第2方向に突出している、
     請求項6に記載の可動部材。
  8.  前記脚部の前記中間部は、前記脚部の前記両端部の中央で最も突出している、
     請求項1~7のいずれか一つに記載の可動部材。
  9.  前記延出部の前記中間部は、前記延出部の前記両端部の中央で最も突出している、
     請求項4~7のいずれか一つに記載の可動部材。
  10.  前記脚部の前記中間部は、中央で最も突出している、
     請求項9に記載の可動部材。
  11.  前記接続部の前記下面における下端は、高さ位置が同じとなる円弧状の線である、
     請求項1~10のいずれか一つに記載の可動部材。
  12.  前記脚部と前記延出部との前記境界は、上面視において、正円の円弧状である、
     請求項1~11のいずれか一つに記載の可動部材。
  13.  前記脚部と前記延出部との前記境界は、上面視において、前記可動電極を中心とする円弧状である、
     請求項1~12のいずれか一つに記載の可動部材。
  14.  前記弾性変形部の外周は、上面視において、前記可動電極を中心とする円である、
     請求項13に記載の可動部材。
  15.  前記弾性変形部は、ドーム状であり、
     前記弾性変形部の中央部分が前記可動電極である、
     請求項1~14のいずれか一つに記載の可動部材。
  16.  前記可動部材は、導電性を有する、
     請求項1~15のいずれか一つに記載の可動部材。
  17.  前記凸曲面は、前記延出部を形成するための折り曲げ加工により形成される、
     請求項1~16のいずれか一つに記載の可動部材。
  18.  前記可動部材は、複数の支持部を備え、
     前記複数の支持部のそれぞれは、前記支持部である、
     請求項1~17のいずれか一つに記載の可動部材。
  19.  前記複数の支持部は、上面視において前記可動電極から放射状に延在している、
     請求項18に記載の可動部材。
  20.  固定電極と、
     前記固定電極が設けられる載置面を有するベースと、
     請求項1~19のいずれか一つの可動部材と、
     を備え、
     前記可動部材は、前記可動電極が前記固定電極に対向するように、前記載置面に載置され、
     前記可動部材の前記凸曲面が前記載置面に当接している、
     入力装置。
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