WO2023021580A1 - 押釦スイッチ用部材 - Google Patents

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WO2023021580A1
WO2023021580A1 PCT/JP2021/030061 JP2021030061W WO2023021580A1 WO 2023021580 A1 WO2023021580 A1 WO 2023021580A1 JP 2021030061 W JP2021030061 W JP 2021030061W WO 2023021580 A1 WO2023021580 A1 WO 2023021580A1
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WO
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dome
push button
dome portion
button switch
switch member
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/030061
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英樹 花村
光利 平谷
Original Assignee
信越ポリマー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信越ポリマー株式会社 filed Critical 信越ポリマー株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02Details
    • H01H13/12Movable parts; Contacts mounted thereon

Definitions

  • the present invention relates to a push button switch member.
  • FIG. 10 shows a vertical cross-sectional view for explaining a usage example of a conventionally known push button switch member.
  • the push button switch member 100 shown in FIG. 10 is arranged on a substrate 110, and is a member that can be elastically reciprocated in a direction toward the substrate 110 (downward in FIG. 10) and in the opposite direction (upward in FIG. 10). be.
  • the push button switch member 100 has a concave portion 102 that is recessed downward from the top surface.
  • a buckling deformation type first dome portion 103 that is contiguous with the radially outer circumference in plan view, and a non-buckling deformation type second dome portion 104 that is contiguous with the radial direction inner circumference in plan view of the press movable portion 101 .
  • the second dome portion 104 is a bowl-shaped portion that protrudes toward the protruding portion 106 side.
  • the pressing movable portion 101, the first dome portion 103, the second dome portion 104, the base portion 105 and the projecting portion 106 are made of the same kind of rubber-like elastic body.
  • the first dome portion 103 deforms when the pressure exceeds a predetermined threshold, and the protruding portion 106 comes into contact with the fixed contacts 107, 107 on the substrate 110 and is fixed.
  • the contacts 107, 107 are made conductive.
  • the second dome portion 104 elastically deforms.
  • the first dome portion 103 and the second dome portion 104 return to their original shapes due to their own elastic force.
  • the pressing movable portion 102 and the protruding portion 106 rise and return to the initial state.
  • operability can be improved by buckling deformation of the first dome portion 103 and deformation of the second dome portion 104 after contact with the fixed contacts 107, 107. .
  • the pushing button switch member 100 shown in FIG. The dome portion 104 contacts on the substrate 110 (see the bottom of FIG. 10). For this reason, the second dome portion 104 of the push button switch member 100 may be worn out due to the contact of the second dome portion 104 with the substrate 110 every time it is pressed by the operator, resulting in a decrease in durability. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly durable push button switch member while maintaining good operability.
  • a push button switch member has a concave portion recessed downward from a top surface, and is pressed in the direction of pressing and in the opposite direction in response to pressing from the top surface.
  • a buckling deformation type first dome portion that is connected to the outer periphery in a radial direction of the pressing movable portion in a plan view and that undergoes sudden buckling deformation when the pressing force exceeds a threshold;
  • a second dome portion of a non-buckling deformation type different from the first dome which is contiguous with the radially inner circumference of the pressing movable portion in a plan view, and protrudes from the second dome portion in a direction opposite to the top surface;
  • a protruding portion that can move toward the substrate in a direction opposite to the top surface by the pressing; and a base portion that is connected to the radial outer periphery of the first dome portion in a plan view and fixed on the substrate.
  • the second dome portion and the protruding portion are arranged to cover an end portion of the recess on the opposite side of the top surface, and the second dome portion includes the pressing movable portion and the protruding portion. and has at least one protrusion projecting toward the opening side of the recess.
  • the tip of the projecting portion is attached to the substrate or the substrate by deformation of the first dome portion due to pressing from the pressing movable portion.
  • the second dome portion may maintain a non-contact state with the substrate in a state in which a switch member provided is contacted and the tip of the projection portion is in contact with the substrate or the switch member.
  • the second dome portion may be an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion and the projecting portion.
  • the second dome portion is the inverted bowl-shaped member, and has curved surfaces on both the concave portion side and the protruding portion side.
  • the second dome portion is the inverted bowl-shaped member, and has flat surfaces on both the concave portion side and the protruding portion side.
  • the second dome portion is the inverted bowl-shaped member, the surface on the concave portion side may have a surface closer to a plane than the curved surface.
  • the second dome portion is the inverted bowl-shaped member, the surface on the protruding portion side is curved, and the surface on the recessed portion side is curved. may have a surface closer to a plane than the curved surface.
  • the pressing movable portion, the first dome portion, the second dome portion, the protruding portion and the base portion are made of the same type of rubber-like elastic material. It may consist of a body.
  • the pressing movable portion, the first dome portion, the second dome portion, the protruding portion and the base portion are integrated with the rubber-like elastic It can be a body.
  • the rubber-like elastic body may contain silicone rubber.
  • FIG. 1 shows a plan view of a push button switch member according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the push button switch member of FIG. 1 taken along the line AA.
  • FIG. 3 shows a diagram for explaining a usage example of the push button switch member according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows the load-displacement curve of the push button switch member according to the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the second embodiment, which is the same view as in FIG.
  • FIG. 6 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the third embodiment, which is the same view as in FIG. FIG.
  • FIG. 7 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the fourth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • FIG. 8 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the fifth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • FIG. 9 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the sixth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • FIG. 10 shows a longitudinal sectional view for explaining a usage example of a conventionally known push button switch member.
  • Second dome portion 15 Base portion 16 Protruding portion 17 Contact (an example of switch member) 17a Mechanical switch (an example of switch member) 17b Contacts (an example of switch members), 40, 40a, 40b, 40c... convex parts, 50, 50a... substrates.
  • FIG. 1 shows a plan view of a push button switch member according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the push button switch member of FIG. 1 taken along the line AA.
  • the push button switch member 1 has a concave portion 12 that is recessed downward from the top surface. ) and the opposite direction (upward direction in FIG. 2), and the pressing movable portion 11 is connected to the outer periphery in the radial direction in a plan view, and when the pressing force exceeds the threshold value, the buckling deformation is abrupt.
  • a buckling deformation type first dome portion 13 a non-buckling deformation type second dome portion 14 that is connected to the radially inner circumference of the pressing movable portion 11 in plan view and is different from the first dome 13; 2.
  • a projection 16 projecting from the dome portion 14 in the direction opposite to the top surface (downward in FIG.
  • the second dome portion 14 and the protruding portion 16 are arranged to cover the end portion of the concave portion 12 on the side opposite to the top surface (lower side in FIG. 2). Further, the second dome portion 14 is a portion having at least one convex portion that is located between the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16 and protrudes toward the opening side of the concave portion 12 .
  • the push button switch member 1 is arranged on a circuit board (hereinafter also simply referred to as "substrate") 50, and can be pressed and moved by pressing in a direction from the top surface toward the substrate 50 and releasing the pressing.
  • a portion 11 is a member that reciprocates in the pressing direction (downward in FIG. 2) and in the opposite direction (upward in FIG. 2).
  • the tip of the protruding portion 16 is preferably formed into two contacts 17, 17, which are examples of switch members on the substrate 50, by deforming the first dome portion 13 due to pressure from the pressing movable portion 11. can be electrically connected to
  • the projecting portion 16 has a conductive plate or film at its tip, or is entirely made of highly conductive material (not shown). Note that three or more contacts 17 may be provided on the substrate 50 .
  • the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, the second dome portion 14, the projecting portion 16 and the base portion 15 are made of the same kind of rubber-like elastic body. Further, in this embodiment, the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, the second dome portion 14, the projecting portion 16, and the base portion 15 are an integrated rubber-like elastic body manufactured by a method such as integral molding. . However, the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, the second dome portion 14, the projecting portion 16, and the base portion 15 may be separately manufactured and joined together. Further, the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, the second dome portion 14, the projecting portion 16, and the base portion 15 may be composed of two or more types of rubber-like elastic bodies.
  • At least the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, and the second dome portion 14 should be made of a rubber-like elastic material. It may be composed of a material other than a rubber-like elastic body. The same applies to each subsequent embodiment.
  • the rubber-like elastic body is preferably silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber, nitrile rubber (NBR ) or thermosetting elastomers such as styrene-butadiene rubber (SBR), urethane-based, ester-based, styrene-based, olefin-based, butadiene-based, fluorine-based thermoplastic elastomers, or composites of the above.
  • silicone rubber is particularly preferred.
  • the rubber-like elastic body may contain a filler such as silica.
  • the pressing movable part 11 contacts a finger or other pressing operation means when the switch is turned on, off, or both, and moves in a direction from the top surface toward the substrate 50 (downward in FIG. 2). ) is a member that can move downward under pressure.
  • the pressing movable portion 11 is also called a key top, a push button portion, a head portion, or the like. Further, the pressing movable part 11 may be provided with a key top on its top surface. In this case, the pressing movable part 11 can be moved downward by being pressed in the direction from the top surface toward the substrate 50 by the pressing operation means via the key top.
  • the pressing movable part 11 has a resin (thermoplastic resin, thermosetting resin, etc.), glass, ceramics, silicone rubber having higher hardness than the pressing part 10, other elastomers, etc., on its top surface for the purpose of scratch prevention.
  • a thin coat layer consisting of may be formed.
  • the pressing movable portion 11 protrudes to one side with the base portion 15 as a reference.
  • the one side corresponds to the side opposite to the circuit board or the like when the push button switch member 1 is installed on the circuit board or the like.
  • it may be in another direction such as the left side or the right side instead of the upper side.
  • the pressing movable part 11 is a member that extends vertically upward from the position where the first dome part 13 and the second dome part 14 are connected (see FIG. 2).
  • the pressing movable part 11 is a cylindrical member having a one-end open recess 12 recessed downward from the top surface.
  • the recess 12 is a cylindrical cup-shaped space whose opening surface has a substantially circular shape in plan view.
  • the concave portion 12 is covered with the second dome portion 14 and the projecting portion 16 at the end opposite to the top surface to form the cylindrical cup-shaped bottom portion. It should be noted that the pressing movable portion 11 and the concave portion 12 may have other shapes such as a rectangle in plan view.
  • the concave portion 12 may have a shape other than the cylindrical shape, such as a conical shape, a pyramidal shape, a truncated conical shape, a truncated pyramidal shape, or a hemispherical shape.
  • the first dome portion 13 is a member connected to the outer circumference of the pressing movable portion 11 .
  • the first dome portion 13 is an annular member in plan view.
  • the first dome portion 13 is preferably formed thinner than the pressing movable portion 11 and the base portion 15 .
  • the first dome portion 13 is a member that connects the pressing movable portion 11 and the base portion 15 .
  • the first dome portion 13 is elastically deformed by being pressed in a direction from the top surface toward the substrate 50, rapidly undergoes buckling deformation when the pressure exceeds a threshold value, and returns to its original shape when the pressure is released. It is a buckling deformation type elastic deformation member that returns to the shape of
  • the second dome portion 14 is a member connected to the inner periphery of the pressing movable portion 11 .
  • the second dome portion 14 is preferably formed thinner than the pressing movable portion 11 and the base portion 15 .
  • the second dome portion 14 is a portion having at least one protrusion 40 protruding toward the opening side of the recess 12 between the pressing movable portion 11 and the protrusion 16 .
  • the second dome portion 14 is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16, and is a member that has curved surfaces on both the concave portion 12 side and the protruding portion 16 side. (See Figure 2).
  • the second dome part 14 is an elastically deformable member that is elastically deformed by being pressed in a direction from the top surface toward the substrate 50 and returns to its original shape when the pressure is released. Further, unlike the first dome portion 13, the second dome portion 14 is a non-buckling deformation type elastic deformation member that does not undergo buckling deformation due to the pressure. The second dome portion 14 is preferably configured such that the first dome portion 13 undergoes buckling deformation due to the pressure and the tip of the protruding portion 16 is electrically connected to the contacts 17, 17 on the substrate 50. (See FIG. 3). The non-contact state of the second dome portion 14 will be described later in detail with reference to FIG.
  • the base portion 15 is connected to the outer periphery of the first dome portion 13 .
  • the base portion 15 is a portion for fixing the push button switch member 1 to the substrate 50 when the push button switch member 1 is incorporated into the push button switch.
  • the base portion 15 is a circular member in plan view.
  • the base portion 15 may have other shapes such as a rectangular shape, a polygonal shape, and a rectangular shape in plan view.
  • the base portion 15 may be formed with holes, protrusions, or the like for attachment.
  • the base portion 15 is made of a material different from the material forming the pressing movable portion 11, the first dome portion 13, and the second dome portion 14 (any of rubber-like elastic material, thermoplastic resin, or thermosetting resin may be used. It may be composed of a material other than the above (for example, metal may be used).
  • the protruding portion 16 is a member that protrudes from the second dome portion 14 in the direction opposite to the top surface (that is, the pressing direction from the top surface).
  • the contact 17, which is arranged directly below the protrusion 16 on the substrate 50 in the direction opposite to the top surface is pressed by the top surface. 17 to turn the switch on and off.
  • the projecting portion 16 is a circular member in plan view.
  • the projecting portion 16 may have another shape such as a rectangular shape, a polygonal shape, or a rectangular shape in a plan view as long as it has a shape that can contact the contacts 17 , 17 .
  • the protruding portion 16 may be an integral rubber-like elastic body manufactured by integral molding with the pressing movable portion 11, the first dome portion 13 and the second dome portion 14, or may be formed separately after manufacturing. It may be joined.
  • the protruding portion 16 is made of a conductive material (for example, metal or a conductive rubber-like elastic body). ) or a non-conductive material.
  • the projecting portion 16 may be a rubber-like elastic body or a non-rubber-like elastic body.
  • a metal dome is arranged directly below the projecting portion 16, and the tip of the projecting portion 16 pushes down the metal dome, thereby conducting the contacts 17, 17 arranged directly below the metal dome. You can let them do it. The same applies to each subsequent embodiment.
  • FIG. 3 shows a diagram for explaining a usage example of the push button switch member according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows the load-displacement curve of the push button switch member according to the first embodiment. Note that FIG. 4 shows the relationship between the displacement (stroke) and the load from when the tip of the protruding portion 16 comes into contact with the contacts 17 and 17 by receiving pressure from the top surface by the operator until the pressure is further received. is a curve showing
  • the tip of the projecting portion 16 and the contacts 17, 17 maintain a non-contact state (see the upper diagram in FIG. 3 and point A in FIG. 4).
  • the load increases along with the stroke due to elastic deformation of the first dome portion 13 (see arrow a in FIG. 4).
  • the stroke and load of the push button switch member 1 increase with the elastic deformation of the first dome portion 13 until the load reaches the peak load.
  • the peak load is a load threshold (buckling load) when the first dome portion 13 undergoes rapid buckling deformation due to pressure from the top surface.
  • Point B shown in FIG. 4 is the peak load point indicating the peak load.
  • the first dome portion 13 buckles and the load decreases (see arrow b in FIG. 4).
  • the second dome portion 14 maintains a non-contact state with the substrate 50 without undergoing buckling deformation.
  • a point C shown in FIG. 4 is a point where the tip of the projecting portion 16 contacts the contacts 17 , 17 .
  • This contact forms an energization path from one contact 17 to the other contact 17 through the tip of the projecting portion 16, so that the switch is turned on (or off).
  • the first dome portion 13 maintains a state of being buckled and deformed by pressure from the top surface.
  • the second dome portion 14 does not undergo buckling deformation, but maintains a non-contact state with the substrate 50 in a state of being elastically deformed by pressure from the top surface (FIG. 3). ).
  • the second dome portion 14 is further elastically deformed, causing the load to increase again (the lower part of FIG. 3 and FIG. 4). (see arrow c).
  • the first dome portion 13 is further deformed (see the lower diagram in FIG. 3) than when the tip of the projecting portion 16 contacts the contacts 17, 17 (see the central diagram in FIG. 3).
  • the second dome portion 14 is not buckling deformed, but the tip of the projecting portion 16 and the contacts 17, 17 are in contact with each other (see the central view of FIG. 3).
  • the first dome portion 13 gives the operator a good click feeling due to the buckling deformation.
  • the second dome portion 14 deforms after the projecting portion 16 comes into contact with the contacts 17, 17, thereby giving the operator a feeling of pushing.
  • the second dome portion 14 does not contact the substrate 50, it is less likely to be worn or damaged even after long-term use. As a result, it is possible to realize a highly durable push button switch member while maintaining good operability.
  • the elastically deformed first dome portion 13 and second dome portion 14 attempt to return to their original shapes due to their own restoring force, and the load is reduced. After that, the elastically deformed second dome portion 14 returns to its original shape, and the first dome portion 13 recovers from the buckling deformation state and returns to the unloaded state, which is the initial state.
  • the second dome portion 14 is not a bowl-shaped portion protruding toward the projecting portion side as in the conventional push button switch member (see FIG. 10), but a concave portion. 12 is an inverted bowl-shaped portion protruding toward the opening side. Therefore, the second dome portion 14 can maintain a non-contact state with the substrate 50 while the tips of the projecting portions 16 are electrically connected to the contacts 17 , 17 on the substrate 50 . In particular, even if pressure is further received from the top surface after the tip of the projecting portion 16 and the contacts 17, 17 are in contact with each other, the second dome portion 14 is elastically deformed by the pressure. The contact state can be maintained (see bottom of FIG. 3). Therefore, it is possible to prevent the second dome portion 14 from coming into contact with the substrate 50 due to pressure from the top surface. As a result, wear of the second dome portion 14 can be suppressed, and durability can be enhanced.
  • FIG. 5 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the second embodiment, which is the same view as in FIG.
  • the pushbutton switch member 1a according to the second embodiment has a structure similar to that of the pushbutton switch member 1 according to the first embodiment. It differs from the push button switch member 1 according to the first embodiment.
  • the second dome portion 14a is a member connected to the inner periphery of the pressing movable portion 11, and has at least one convex portion 40a that protrudes toward the opening side of the concave portion 12.
  • the second dome portion 14a is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the projecting portion 16, and has flat surfaces on both the recessed portion 12 side and the projecting portion 16 side.
  • the second dome portion 14a is a substantially L-shaped member when viewed in vertical cross section, and both ends of the second dome portion 14a are connected to the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16 (see FIG. 5). ).
  • the convex portion 40a constitutes a substantially L-shaped corner portion of the second dome portion 14a in a vertical cross-sectional view.
  • the second dome portion 14 a is preferably formed thinner than the pressing movable portion 11 and the base portion 15 similarly to the second dome portion 14 .
  • the second dome portion 14a is an elastically deformable member that is elastically deformed by receiving pressure from the top surface toward the substrate 50 and returns to its original shape when the pressure is released. Further, unlike the first dome portion 13, the second dome portion 14a is a non-buckling deformation type elastic deformation member that does not undergo buckling deformation due to the pressure.
  • the second dome portion 14a is a portion that protrudes toward the opening side of the concave portion 12 and has a substantially L-shaped vertical cross-section, the first dome portion 13 is buckled and deformed by the pressure, similarly to the second dome portion 14.
  • a non-contact state with the substrate 50 can be maintained (see FIG. 3). Therefore, it is possible to prevent the second dome portion 14a from coming into contact with the substrate 50 due to pressure from the top surface, so that it is possible to prevent wear of the second dome portion 14a and improve durability. .
  • the longitudinal section The member is not limited to a substantially L-shaped member when viewed from the side, and may be a member having a flat surface and a curved surface on the recess 12 side and/or the protrusion 16 side, for example.
  • FIG. 6 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the third embodiment, which is the same view as in FIG.
  • the pushbutton switch member 1b according to the third embodiment has a structure similar to that of the pushbutton switch member 1 according to the first embodiment. It differs from the push button switch member 1 according to the first embodiment.
  • the second dome portion 14b is a member connected to the inner periphery of the pressing movable portion 11 and has at least one convex portion 40b that protrudes toward the opening side of the concave portion 12.
  • the second dome portion 14b is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16, and has a curved surface on the recess 12 side and a curved surface on the protruding portion 16 side. is a member having a surface that is closer to a plane than a curved surface.
  • the second dome portion 14b is a member having a curved surface on the concave portion 12 side and a planar surface bent at the convex portion 40b on the projecting portion 16 side (see FIG. 6).
  • the second dome portion 14 b is preferably formed thinner than the pressing movable portion 11 and the base portion 15 similarly to the second dome portion 14 .
  • the second dome portion 14b is an elastically deformable member that is elastically deformed by receiving pressure from the top surface toward the substrate 50 and returns to its original shape when the pressure is released.
  • the second dome portion 14b is a non-buckling deformation type elastic deformation member that does not undergo buckling deformation due to the pressure.
  • the second dome portion 14 b is an inverted bowl-shaped portion that protrudes toward the opening of the recess 12 , the pressure causes the first dome portion 13 to buckle and deform, and the protruding portion 16 are electrically connected to the contacts 17, 17 on the substrate 50, the non-contact state with the substrate 50 can be maintained (see FIG. 3). Therefore, it is possible to prevent the second dome portion 14b from coming into contact with the substrate 50 due to pressure from the top surface, so that it is possible to prevent wear of the second dome portion 14b and improve durability. .
  • the second dome portion 14b is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16.
  • the surface on the recessed portion 12 side forms a curved surface
  • the surface on the protruding portion 16 side forms a curved surface. is not particularly limited as long as it is a member having a nearly flat surface.
  • FIG. 7 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the fourth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • the pushbutton switch member 1c according to the fourth embodiment has a structure similar to that of the pushbutton switch member 1 according to the first embodiment. It differs from the push button switch member 1 according to the first embodiment.
  • the second dome portion 14c is a member connected to the inner periphery of the pressing movable portion 11, and has at least one convex portion 40c that protrudes toward the opening side of the concave portion 12.
  • the second dome portion 14c is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the projecting portion 16, and has a curved surface on the projecting portion 16 side and a curved surface on the recessed portion 12 side. is a member having a surface that is closer to a plane than a curved surface. More specifically, the second dome portion 14c is a member having a curved surface on the protruding portion 16 side and a planar surface on the recessed portion 12 side bent at the protruding portion 40c (see FIG.
  • the second dome portion 14 c is preferably formed thinner than the pressing movable portion 11 and the base portion 15 similarly to the second dome portion 14 .
  • the second dome portion 14c is an elastically deformable member that is elastically deformed when pressed in a direction from the top surface toward the substrate 50, and returns to its original shape when the pressure is released. Further, unlike the first dome portion 13, the second dome portion 14c is a non-buckling deformation type elastic deformation member that does not undergo buckling deformation due to the pressure.
  • the second dome portion 14 c is an inverted bowl-shaped portion that protrudes toward the opening of the recess 12 , the pressure causes the first dome portion 13 to undergo buckling deformation, and the protruding portion 16 are electrically connected to the contacts 17, 17 on the substrate 50, the non-contact state with the substrate 50 can be maintained (see FIG. 3). Therefore, it is possible to prevent the second dome portion 14c from coming into contact with the substrate 50 due to pressure from the top surface, so that it is possible to prevent wear of the second dome portion 14c and improve durability. .
  • the second dome portion 14c is an inverted bowl-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the protruding portion 16.
  • the surface on the protruding portion 16 side forms a curved surface
  • the surface on the recessed portion 12 side forms a curved surface.
  • FIG. 8 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the fifth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • a pushbutton switch member 1d according to the fifth embodiment has a structure similar to that of the pushbutton switch member 1 according to the first embodiment. It is different from the push button switch member 1 according to the first embodiment in that when the substrate 50 is provided with 17a, the tip or the entirety of the protruding portion 16 does not need to be highly conductive.
  • the protruding portion 16 may be made of an insulating rubber-like elastic body, and the end thereof may not be provided with a conductive member.
  • the tip of the projecting portion 16 contacts the mechanical switch 17a provided on the substrate 50 by deforming the first dome portion 13 due to the pressure from the pressing movable portion 11, and the tip of the projecting portion 16 contacts the mechanical switch 17a. In this state, the second dome portion 14 maintains a non-contact state with the substrate 50 .
  • FIG. 9 shows a vertical cross-sectional view of the push button switch member according to the sixth embodiment, which is the same view as in FIG.
  • a pushbutton switch member 1e according to the sixth embodiment has a structure similar to that of the pushbutton switch member 1 according to the first embodiment. It is different from the push button switch member 1 according to the first embodiment in that it is not necessary to make the tip or the whole of the projecting portion 16 highly conductive when the projecting portion 17b is provided.
  • the substrate 50a for fixing the push button switch member 1e has a structure in which a spacer 53 is sandwiched between two upper and lower thin plate members 51 and 52 and held.
  • Two contacts 17b, 17b are spaced apart and fixed inside the plate-like members 51, 52 in the pressing direction of the projecting portion 16. As shown in FIG. Contacts 17b, 17b are provided in the region between spacers 53,53. Therefore, when the projecting portion 16 pushes the plate member 52, the two contacts 17b, 17b come into contact with each other to turn on the switch. When the projecting portion 16 is separated from the plate member 52, the two contacts 17b, 17b are separated again to turn off the switch.
  • the protruding portion 16 may be formed of an insulating rubber-like elastic body without providing a conductive member at the tip thereof.
  • the tip of the projecting portion 16 contacts the substrate 50a (more specifically, the plate member 52) by deforming the first dome portion 13 due to the pressure from the pressing movable portion 11, and the tip of the projecting portion 16 contacts the substrate.
  • the second dome portion 14 maintains a non-contact state with the substrate 50a while in contact with the substrate 50a.
  • the second dome portions 14, 14a, 14b, and 14c have one convex portion 40, 40a, 40b, and 40c that protrudes toward the opening side of the concave portion 12, but are not limited to this. , two or more projections 40, 40a, 40b, 40c.
  • the first dome portion 13 is a truncated cone-shaped member that connects the pressing movable portion 11 and the base portion 15, but is not limited to this.
  • a member having another shape such as a bent shape or an inverted bowl shape may be used.
  • the push button switch members 1, 1a, 1b, and 1c may have a key top harder than the pressing movable portion 11 on the top surface side of the pressing movable portion 11.
  • the push button switch member according to the present invention is used for various devices having push-type keys, such as automobiles, on-vehicle electronic devices, mobile communication devices, personal computers, cameras, home audio devices, and home appliances. can be used to construct a push button switch of various devices having push-type keys, such as automobiles, on-vehicle electronic devices, mobile communication devices, personal computers, cameras, home audio devices, and home appliances. can be used to construct a push button switch of

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  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

【課題】 良好な操作性を維持しつつ、耐久性の高い押釦スイッチ用部材を提供する。 【解決手段】 本発明は、天面から下方に向かって窪む凹部12を有し、天面からの押圧に応じて押圧方向及び逆方向に可動な押圧可動部11と、押圧可動部11の平面視にて径方向外周に連接する座屈変形型の第1ドーム部13と、押圧可動部11の平面視にて径方向内周に連接し、第1ドーム13と異なる非座屈変形型の第2ドーム部14と、第2ドーム部14から天面と反対方向に突出し、天面と反対方向にある基板50に向けて移動可能な突出部16と、第1ドーム部13の平面視にて径方向外周に連接し、基板50上に固定されるベース部15と、を備え、第2ドーム部14及び突出部16は、凹部12の天面と反対側の端部を被覆し、第2ドーム部14は、押圧可動部11と突出部16との間にあって、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部40を有する押釦スイッチ用部材1に関する。

Description

押釦スイッチ用部材 クロスリファレンス
 本願において引用した特許、特許出願及び文献に記載された内容は、本明細書に援用する。
 本発明は、押釦スイッチ用部材に関する。
 従来から、車載機器、通信機器、オーディオ機器、家庭用電気機器等の多種多様な機器のスイッチとして、押圧部、ドーム部およびベース部を備える押釦スイッチ用部材を用いたものが知られている(例えば、特許文献1,2を参照)。
 図10は、従来から公知の押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための縦断面図を示す。
 図10に示す押釦スイッチ用部材100は、基板110上に配置され、基板110に向かう方向(図10の下方向)およびその逆方向(図10の上方向)に弾性的に往復可動する部材である。押釦スイッチ用部材100は、天面から下方に向かって窪む凹部102を有し、天面からの押圧に応じて押圧方向およびその逆方向に可動な押圧可動部101と、押圧可動部101の平面視にて径方向外周に連接する座屈変形型の第1ドーム部103と、押圧可動部101の平面視にて径方向内周に連接する非座屈変形型の第2ドーム部104と、第2ドーム部104から天面と反対方向に突出する突出部106と、第1ドーム部103の平面視にて径方向外周に連接し、基板110上に固定されるベース部105と、を備える。第2ドーム部104は、突出部106側に突出した椀状の部位である。押圧可動部101、第1ドーム部103、第2ドーム部104、ベース部105および突出部106は、同一種類のゴム状弾性体からなる。
 操作者による天面からの押圧を受けると、押圧が所定の閾値を超えた際に第1ドーム部103が変形し、突出部106が基板110上の固定接点107,107に接触して、固定接点107,107を導通させる。さらなる押圧後、第2ドーム部104は弾性的に変形する。操作者による押圧が解除されると、第1ドーム部103および第2ドーム部104は自身の弾性力により元の形状に戻る。このため、押圧可動部102および突出部106は上昇し、初期状態に戻る。このような押釦スイッチ用部材100によれば、第1ドーム部103の座屈変形と、固定接点107,107に接触後の第2ドーム部104の変形により、操作性の向上を図ることができる。
特開平11-233973号公報 特開2000-76959号公報
 しかしながら、図10に示す押釦スイッチ用部材100は、突出部106が固定接点107,107に接触した状態で操作者からの押圧をさらに受けた場合、第2ドーム部104がさらに変形し、第2ドーム部104が基板110上に接触する(図10の下図を参照)。このため、押釦スイッチ用部材100は、操作者による押圧を受ける度に、第2ドーム部104が基板110上に接触することにより第2ドーム部104が摩耗し、耐久性が低下する虞がある。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、良好な操作性を維持しつつ、耐久性の高い押釦スイッチ用部材を提供することを目的とする。
(1)上記目的を達成するための一実施形態に係る押釦スイッチ用部材は、天面から下方に向かって窪む凹部を有し、当該天面からの押圧に応じて押圧方向およびその逆方向に可動な押圧可動部と、前記押圧可動部の平面視にて径方向外周に連接し、前記押圧が閾値を超えたときに急激に座屈変形する座屈変形型の第1ドーム部と、前記押圧可動部の平面視にて径方向内周に連接し、前記第1ドームと異なる非座屈変形型の第2ドーム部と、前記第2ドーム部から前記天面と反対方向に突出し、前記押圧によって、前記天面と反対方向にある基板に向けて移動可能な突出部と、前記第1ドーム部の平面視にて径方向外周に連接し、前記基板上に固定されるベース部と、を備え、前記第2ドーム部および前記突出部は、前記凹部における前記天面と反対側の端部を被覆するよう配置され、前記第2ドーム部は、前記押圧可動部と前記突出部との間にあって、前記凹部の開口側に突出した少なくとも1つの凸部を有する部位である。
(2)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記突出部の先端は、前記押圧可動部からの押圧により前記第1ドーム部が変形することにより、前記基板または前記基板に備えられるスイッチ部材に接触し、前記突出部の先端が前記基板または前記スイッチ部材に接触した状態において、前記第2ドーム部は前記基板と非接触状態を維持しても良い。
(3)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記第2ドーム部は、前記押圧可動部と前記突出部とを連結する逆椀状の部材であっても良い。
(4)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側および前記突出部側の両面とも曲面を成しても良い。
(5)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側および前記突出部側の両面ともに平面を有しても良い。
(6)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側の面が曲面を成し、前記突出部側の面が前記曲面よりも平面に近い面を有しても良い。
(7)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記突出部側の面が曲面を成し、前記凹部側の面が前記曲面よりも平面に近い面を有しても良い。
(8)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記押圧可動部、前記第1ドーム部、前記第2ドーム部、前記突出部および前記ベース部は、同一種類のゴム状弾性体からなるものであっても良い。
(9)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記押圧可動部、前記第1ドーム部、前記第2ドーム部、前記突出部および前記ベース部は、一体の前記ゴム状弾性体であっても良い。
(10)別の実施形態に係る押釦スイッチ用部材において、好ましくは、前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムを含有しても良い。
 本発明によれば、良好な操作性を維持しつつ、耐久性の高い押釦スイッチ用部材を提供できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図を示す。 図2は、図1の押釦スイッチ用部材のA-A線断面図を示す。 図3は、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための図を示す。 図4は、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の荷重-変位曲線を示す。 図5は、第2実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。 図6は、第3実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。 図7は、第4実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。 図8は、第5実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。 図9は、第6実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。 図10は、従来から公知の押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための縦断面図を示す。
1,1a,1b,1c,1d,1e・・・押釦スイッチ用部材、11・・・押圧可動部、12・・・凹部、13・・・第1ドーム部、14,14a,14b,14c・・・第2ドーム部、15・・・ベース部、16・・・突出部、17・・・接点(スイッチ部材の一例)、17a・・・メカニカルスイッチ(スイッチ部材の一例)、17b・・・接点(スイッチ部材の一例)、40,40a,40b,40c・・・凸部、50,50a・・・基板。
 次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている諸要素およびその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。
(第1実施形態)
 図1は、本発明の第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図を示す。図2は、図1の押釦スイッチ用部材のA-A線断面図を示す。
(1)概略構成
 第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1は、天面から下方に向かって窪む凹部12を有し、当該天面からの押圧に応じて押圧方向(図2の下方向)およびその逆方向(図2の上方向)に可動な押圧可動部11と、押圧可動部11の平面視にて径方向外周に連接し、押圧が閾値を超えたときに急激に座屈変形する座屈変形型の第1ドーム部13と、押圧可動部11の平面視にて径方向内周に連接し、第1ドーム13と異なる非座屈変形型の第2ドーム部14と、第2ドーム部14から天面と反対方向(図2の下方向)に突出し、押圧によって、天面と反対方向にある基板50に向けて移動可能な突出部16と、第1ドーム部13の平面視にて径方向外周に連接し、基板50上に固定されるベース部15と、を備える。第2ドーム部14および突出部16は、凹部12における天面と反対側(図2の下側)の端部を被覆するよう配置される。また、第2ドーム部14は、押圧可動部11と突出部16との間にあって、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部を有する部位である。
 この実施形態において、押釦スイッチ用部材1は、回路基板(以後、単に「基板」とも称する)50上に配置され、天面から基板50に向かう方向への押圧と当該押圧の解除によって、押圧可動部11が押圧方向(図2の下方向)およびその逆方向(図2の上方向)に往復可動する部材である。この実施形態において、突出部16の先端は、好ましくは、押圧可動部11からの押圧により第1ドーム部13が変形することにより、基板50上のスイッチ部材の一例である2つの接点17,17に電気的に接続可能としている。突出部16は、その先端に導電性の板若しくはフィルムを備え、あるいは全体が導電性に富む材料で構成されている(不図示)。なお、接点17は、基板50上に3つ以上備えられていても良い。
 この実施形態において、押圧可動部11、第1ドーム部13、第2ドーム部14、突出部16およびベース部15は、同一種類のゴム状弾性体から構成されている。また、この実施形態において、押圧可動部11、第1ドーム部13、第2ドーム部14、突出部16およびベース部15は、一体成形等の手法により製造された一体のゴム状弾性体である。ただし、押圧可動部11、第1ドーム部13、第2ドーム部14、突出部16およびベース部15は、別体にて製造後に接合されても良い。また、押圧可動部11、第1ドーム部13、第2ドーム部14、突出部16およびベース部15は、2種類以上のゴム状弾性体から構成されていても良い。また、押釦スイッチ用部材1は、少なくとも押圧可動部11、第1ドーム部13および第2ドーム部14がゴム状弾性体にて構成されていれば良く、例えば、ベース部15および突出部16はゴム状弾性体以外の材料から構成されていても良い。以後の各実施形態においても同様である。
 第1実施形態および後述する他の各実施形態において、ゴム状弾性体としては、好適には、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴム(NBR)若しくはスチレンブタジエンゴム(SBR)等の熱硬化性エラストマー、ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー、又は、上記したものの複合物等を例示できる。これらの例示のゴム状弾性体の内、特に、シリコーンゴムが好ましい。また、ゴム状弾性体は、シリカ等のフィラーを含有していても良い。
(2)押圧可動部
 押圧可動部11は、スイッチのオン、オフまたはその両方のときに、指やその他の押圧操作手段に接触して、天面から基板50に向かう方向(図2では下方向)への押圧を受けて下方に移動可能な部材である。押圧可動部11は、キートップ、押釦部、頭部等と称されることもある。また、押圧可動部11は、その天面にキートップが設けられていても良い。この場合、押圧可動部11は、キートップを介して当該押圧操作手段による天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて下方に移動可能となる。また、押圧可動部11は、その天面に、防傷等を目的として、樹脂(熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等)、ガラス、セラミックス、押圧部10より高硬度のシリコーンゴムやその他エラストマー等からなる薄いコート層が形成されていても良い。押圧可動部11は、ベース部15を基準として一方の側に突出している。この実施形態では、一方の側とは、押釦スイッチ用部材1を回路基板等に設置したときの当該回路基板等と反対側の側に相当する。押釦スイッチ用部材1の設置箇所によっては、上側ではなく、左側、右側等の別の方向となることもある。
 押圧可動部11は、第1ドーム部13および第2ドーム部14が連結される位置から鉛直上方に延在する部材である(図2を参照)。この実施形態において、押圧可動部11は、天面から下方に向かって窪む一端開放型の凹部12を有する円筒形状の部材である。また、この実施形態において、凹部12は、その開口面の平面視形状を略円形とする円筒カップ形状の空間である。凹部12は、第2ドーム部14および突出部16により天面と反対側の端部が被覆され、当該円筒カップ形状の底部が形成されている。なお、押圧可動部11および凹部12は、その形状を平面視にて矩形等の他の形状としても良い。また、凹部12は、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、半球状等の筒状以外の形状を有するものであっても良い。
(3)第1ドーム部
 第1ドーム部13は、押圧可動部11の外周に連接する部材である。この実施形態において、第1ドーム部13は、平面視にて円環状の部材である。第1ドーム部13は、好ましくは、押圧可動部11およびベース部15よりも薄肉に形成されている。第1ドーム部13は、押圧可動部11とベース部15とを連結する部材である。第1ドーム部13は、天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて弾性変形し、当該押圧が閾値を超えたときに急激に座屈変形し、当該押圧が解除されたときに元の形状に戻る座屈変形型の弾性変形部材である。
(4)第2ドーム部
 第2ドーム部14は、押圧可動部11の内周に連接する部材である。第2ドーム部14は、好ましくは、押圧可動部11およびベース部15よりも薄肉に形成されている。第2ドーム部14は、押圧可動部11と突出部16との間に、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部40を有する部位である。この実施形態において、第2ドーム部14は、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、凹部12側および突出部16側の両面とも曲面を成す部材である(図2を参照)。第2ドーム部14は、天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて弾性変形し、当該押圧が解除されたときに元の形状に戻る弾性変形部材である。また、第2ドーム部14は、第1ドーム部13と異なり、当該押圧により座屈変形しない非座屈変形型の弾性変形部材である。第2ドーム部14は、好ましくは、当該押圧により第1ドーム部13が座屈変形し、突出部16の先端が基板50上の接点17,17に電気的に接続された状態において、基板50と非接触状態を維持する(図3を参照)。第2ドーム部14の当該非接触状態については、図3を用いて詳細を後述する。
(5)ベース部
 ベース部15は、第1ドーム部13の外周に連接する。ベース部15は、押釦スイッチ用部材1を押釦スイッチに組み込むときに、押釦スイッチ用部材1を基板50に固定する部位である。この実施形態において、ベース部15は、平面視にて円形状の部材である。ただし、ベース部15は、平面視にて矩形状、多角形状、矩形状等の他の形状であっても良い。ベース部15は、取り付けのための孔や突起等が形成されていても良い。なお、ベース部15は、押圧可動部11、第1ドーム部13および第2ドーム部14を構成する材料と異なる材料(ゴム状弾性体、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂のいずれでも良く、樹脂以外の材料、例えば金属でも良い)で構成されていても良い。
(6)突出部
 突出部16は、第2ドーム部14から天面と反対方向(すなわち、天面からの押圧方向)に向かって突出する部材である。突出部16は、押釦スイッチ用部材1が押釦スイッチに組み込まれたときに、天面からの押圧によって、天面と反対方向にある基板50上の突出部16の直下に配置される接点17,17に接触してスイッチをオン・オフさせる部分となる。この実施形態において、突出部16は、平面視にて円形状の部材である。ただし、突出部16は、接点17,17に接触可能な形状であれば、平面視にて矩形状、多角形状、矩形状等の他の形状であっても良い。突出部16は、押圧可動部11、第1ドーム部13および第2ドーム部14と一体成形等の手法により製造された一体のゴム状弾性体であっても良いし、別体にて製造後に接合されても良い。押圧可動部11、第1ドーム部13および第2ドーム部14と突出部16とが別体である場合、突出部16は、導電性を有する材料(例えば、金属や導電性のゴム状弾性体)から成るものであっても良いし、非導電性材料から成るものでも良い。また、突出部16は、ゴム状弾性体でも良いし、非ゴム状弾性体でも良い。なお、押釦スイッチ用部材1は、例えば、突出部16の直下にメタルドームを配置して、突出部16の先端がメタルドームを押下し、メタルドームの直下に配置された接点17,17を導通させるようにしても良い。以後の各実施形態においても同様である。
 次に、押釦スイッチ用部材1の使用例について説明する。
 図3は、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の使用例を説明するための図を示す。図4は、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材の荷重-変位曲線を示す。なお、図4は、操作者による天面からの押圧を受けることにより突出部16の先端が接点17,17に接触してから、さらに当該押圧を受けるまでの変位(ストローク)と荷重との関係を示す曲線である。
 天面からの押圧を受けていない無荷重状態においては、突出部16の先端と接点17,17とは非接触状態を維持している(図3の上図および図4の点Aを参照)。操作者による天面からの押圧を受けると、第1ドーム部13の弾性変形によりストロークとともに荷重は増加していく(図4の矢印aを参照)。押釦スイッチ用部材1は、荷重がピーク荷重に達するまで、第1ドーム部13の弾性変形に伴ってストロークおよび荷重が増加していく。ピーク荷重とは、天面からの押圧により第1ドーム部13が急激に座屈変形を生じる際の荷重の閾値(座屈荷重)である。図4に示す点Bは、ピーク荷重を示すピーク荷重点である。荷重がピーク荷重に達すると、第1ドーム部13が座屈変形して荷重が低下する(図4の矢印bを参照)。このとき、第2ドーム部14は、座屈変形することなく、基板50と非接触状態を維持している。
 突出部16の先端が基板50に近づくと、突出部16の先端と基板50上の接点17,17とが接触する(図3の中央図および図4の点Cを参照)。図4に示す点Cは、突出部16の先端が接点17,17に接触した点である。この接触により、一方の接点17から突出部16の先端を通じて他方の接点17へ通電経路が形成されるため、スイッチがオン(若しくはオフ)となる。このとき、第1ドーム部13は、天面からの押圧により座屈変形した状態を維持している。また、第2ドーム部14は、第1ドーム部13と異なり座屈変形していないが、天面からの押圧により弾性変形した状態で、基板50と非接触状態を維持している(図3の中央図を参照)。
 突出部16の先端と接点17,17との接触後も天面からの押圧を受けると、少なくとも第2ドーム部14がさらに弾性変形することにより荷重が再び増加する(図3の下図および図4の矢印cを参照)。なお、第1ドーム部13は、突出部16の先端と接点17,17とが接触したとき(図3の中央図を参照)よりもさらに変形している(図3の下図を参照)。また、第2ドーム部14は、第1ドーム部13と異なり座屈変形していないが、突出部16の先端と接点17,17との接触したとき(図3の中央図を参照)よりもさらに弾性変形し、基板50と非接触状態を維持している(図3の下図を参照)。このように、第1ドーム部13は、座屈変形により、操作者に良好なクリック感を付与する。また、第2ドーム部14は、突出部16が接点17,17に接触した後に変形することにより、操作者に押し込みの感覚を付与する。加えて、第2ドーム部14は、基板50に接触しないので、長期の使用によっても摩耗や破損しにくくなる。この結果、良好な操作性を維持しつつ、耐久性の高い押釦スイッチ用部材を実現できる。
 操作者による天面からの押圧が解除されると、弾性変形していた第1ドーム部13および第2ドーム部14は自身の復元力により元の形状に戻ろうとし、荷重が低下する。その後、弾性変形していた第2ドーム部14が元の形状に戻り、第1ドーム部13が座屈変形状態から復元し、初期状態である無荷重状態に戻る。
 この実施形態に係る押釦スイッチ用部材1によれば、第2ドーム部14は、従来の押釦スイッチ用部材(図10を参照)のような突出部側に突出した椀状の部位ではなく、凹部12の開口側に突出した逆椀状の部位である。このため、突出部16の先端が基板50上の接点17,17に電気的に接続された状態において、第2ドーム部14は、基板50と非接触状態を維持することができる。特に、突出部16の先端と接点17,17との接触後にさらに天面からの押圧を受けた場合であっても、第2ドーム部14は、当該押圧により弾性変形するが、基板50と非接触状態を維持することができる(図3の下図を参照)。したがって、天面からの押圧により第2ドーム部14が基板50上に接触する事態を抑制することができる。この結果、第2ドーム部14の摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。
(第2実施形態)
 次に、第2実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
 図5は、第2実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。
 第2実施形態に係る押釦スイッチ用部材1aは、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と類似の構造を有するが、第2ドーム部14に代えて第2ドーム部14aを備える点において、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と異なる。
 第2ドーム部14aは、押圧可動部11の内周に連接する部材であって、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部40aを有する。この実施形態において、第2ドーム部14aは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、凹部12側および突出部16側の両面ともに平面を有する部材である。より具体的には、第2ドーム部14aは、縦断面視にて略L字状の部材であって、その両端部がそれぞれ押圧可動部11と突出部16とに連接している(図5を参照)。凸部40aは、第2ドーム部14aにおける縦断面視にて略L字状の角部を構成している。第2ドーム部14aは、好ましくは、第2ドーム部14と同様に、押圧可動部11およびベース部15よりも薄肉に形成されている。第2ドーム部14aは、天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて弾性変形し、当該押圧が解除されたときに元の形状に戻る弾性変形部材である。また、第2ドーム部14aは、第1ドーム部13と異なり、当該押圧により座屈変形しない非座屈変形型の弾性変形部材である。第2ドーム部14aは、凹部12の開口側に突出した縦断面視略L字状の部位であるため、第2ドーム部14と同様に、当該押圧により第1ドーム部13が座屈変形し、突出部16の先端が基板50上の接点17,17に電気的に接続された状態において、基板50と非接触状態を維持することができる(図3を参照)。したがって、天面からの押圧により第2ドーム部14aが基板50上に接触する事態を抑制することができるため、第2ドーム部14aの摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。なお、第2ドーム部14aは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、凹部12側および突出部16側の両面ともに平面を有する部材であれば、縦断面視にて略L字状の部材に制約されず、例えば、凹部12側および/または突出部16側の面が平面および曲面を有する部材であっても良い。
(第3実施形態)
 次に、第3実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
 図6は、第3実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。
 第3実施形態に係る押釦スイッチ用部材1bは、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と類似の構造を有するが、第2ドーム部14に代えて第2ドーム部14bを備える点において、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と異なる。
 第2ドーム部14bは、押圧可動部11の内周に連接する部材であって、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部40bを有する。この実施形態において、第2ドーム部14bは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、凹部12側の面が曲面を成し、突出部16側の面が曲面よりも平面に近い面を有する部材である。より具体的には、第2ドーム部14bは、凹部12側の面が曲面を成し、突出部16側の面が凸部40bで屈曲した平面からなる部材である(図6を参照)。第2ドーム部14bは、好ましくは、第2ドーム部14と同様に、押圧可動部11およびベース部15よりも薄肉に形成されている。第2ドーム部14bは、天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて弾性変形し、当該押圧が解除されたときに元の形状に戻る弾性変形部材である。また、第2ドーム部14bは、第1ドーム部13と異なり、当該押圧により座屈変形しない非座屈変形型の弾性変形部材である。第2ドーム部14bは、凹部12の開口側に突出した逆椀状の部位であるため、第2ドーム部14と同様に、当該押圧により第1ドーム部13が座屈変形し、突出部16の先端が基板50上の接点17,17に電気的に接続された状態において、基板50と非接触状態を維持することができる(図3を参照)。したがって、天面からの押圧により第2ドーム部14bが基板50上に接触する事態を抑制することができるため、第2ドーム部14bの摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。なお、第2ドーム部14bは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、凹部12側の面が曲面を成し、突出部16側の面が曲面よりも平面に近い面を有する部材であれば、特に制約されず、例えば、突出部16側の面が平面と曲面とを有する部材であっても良い。
(第4実施形態)
 次に、第4実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
 図7は、第4実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。
 第4実施形態に係る押釦スイッチ用部材1cは、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と類似の構造を有するが、第2ドーム部14に代えて第2ドーム部14cを備える点において、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と異なる。
 第2ドーム部14cは、押圧可動部11の内周に連接する部材であって、凹部12の開口側に突出した少なくとも1つの凸部40cを有する。この実施形態において、第2ドーム部14cは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、突出部16側の面が曲面を成し、凹部12側の面が曲面よりも平面に近い面を有する部材である。より具体的には、第2ドーム部14cは、突出部16側の面が曲面を成し、凹部12側の面が凸部40cで屈曲した平面からなる部材である(図7を参照)。第2ドーム部14cは、好ましくは、第2ドーム部14と同様に、押圧可動部11およびベース部15よりも薄肉に形成されている。第2ドーム部14cは、天面から基板50に向かう方向への押圧を受けて弾性変形し、当該押圧が解除されたときに元の形状に戻る弾性変形部材である。また、第2ドーム部14cは、第1ドーム部13と異なり、当該押圧により座屈変形しない非座屈変形型の弾性変形部材である。第2ドーム部14cは、凹部12の開口側に突出した逆椀状の部位であるため、第2ドーム部14と同様に、当該押圧により第1ドーム部13が座屈変形し、突出部16の先端が基板50上の接点17,17に電気的に接続された状態において、基板50と非接触状態を維持することができる(図3を参照)。したがって、天面からの押圧により第2ドーム部14cが基板50上に接触する事態を抑制することができるため、第2ドーム部14cの摩耗を抑制することができ、耐久性を高めることができる。なお、第2ドーム部14cは、押圧可動部11と突出部16とを連結する逆椀状の部材であって、突出部16側の面が曲面を成し、凹部12側の面が曲面よりも平面に近い面を有する部材であれば、特に制約されず、例えば、凹部12側の面が平面と曲面とを有する部材であっても良い。
(第5実施形態)
 次に、第5実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
 図8は、第5実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。
 第5実施形態に係る押釦スイッチ用部材1dは、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と類似の構造を有するが、基板50上の接点17に代えて、スイッチ部材の一例であるメカニカルスイッチ17aを基板50に備える場合に、突出部16の先端若しくは全体を導電性に富む形態にしなくとも良い構成にした点において、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と異なる。
 このように、この実施形態では、突出部16を絶縁性のゴム状弾性体にて構成し、その先端に導電性の部材を備えなくとも良い。突出部16の先端は、押圧可動部11からの押圧により第1ドーム部13が変形することにより、基板50に備えられるメカニカルスイッチ17aに接触し、突出部16の先端がメカニカルスイッチ17aに接触した状態において、第2ドーム部14は基板50と非接触状態を維持する。
(第6実施形態)
 次に、第6実施形態に係る押釦スイッチ用部材について説明する。先の実施形態と共通する部分については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。
 図9は、第6実施形態に係る押釦スイッチ用部材の図2と同視の縦断面図を示す。
 第6実施形態に係る押釦スイッチ用部材1eは、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と類似の構造を有するが、基板50上の接点17に代えて、スイッチ部材の一例であるメンブレンスイッチ17bを備える場合に、突出部16の先端若しくは全体を導電性に富む形態にしなくとも良い構成にした点において、第1実施形態に係る押釦スイッチ用部材1と異なる。
 押釦スイッチ用部材1eを固定する基板50aは、上下2枚の薄厚の板状部材51,52の隙間にスペーサ53を挟んで保持した構造を有する。板状部材51,52の内側であって突出部16の押圧方向には、2枚の接点17b,17bが離間して固定されている。接点17b,17bは、スペーサ53,53の間の領域に備えられている。このため、突出部16が板状部材52を押し込むと、2枚の接点17b,17bが接触してスイッチがオンとなる。突出部16が板状部材52から離れると、2枚の接点17b,17bは再び離間してスイッチがオフとなる。このように、この実施形態では、突出部16を絶縁性のゴム状弾性体にて構成し、その先端に導電性の部材を備えなくとも良い。突出部16の先端は、押圧可動部11からの押圧により第1ドーム部13が変形することにより、基板50a(より具体的には板状部材52)に接触し、突出部16の先端が基板50aに接触した状態において、第2ドーム部14は基板50aと非接触状態を維持する。
(その他の実施形態)
 上述のように、本発明の好適な各実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。
 上述の各実施形態では、第2ドーム部14,14a,14b,14cは、凹部12の開口側に突出した1つの凸部40,40a,40b,40cを有するが、これに制約されず、例えば、2以上の凸部40,40a,40b,40cを有していても良い。
 また、第1ドーム部13は、押圧可動部11とベース部15とを連結する円錐台形状の部材であるが、これに制約されず、例えば、押圧可動部11とベース部15との間で屈曲した形状や逆椀形状等の他の形状の部材であっても良い。また、押釦スイッチ用部材1,1a,1b,1cは、押圧可動部11の天面側に、押圧可動部11より硬質のキートップを備えても良い。
 本発明に係る押釦スイッチ用部材は、例えば、自動車、車載用電子機器、携帯通信機器、パーソナルコンピューター、カメラ、家庭用オーディオ機器、家庭用電化製品等の押圧式のキーを備える各種機器に用いるための押釦スイッチを構成するために利用可能である。

 

Claims (10)

  1.  天面から下方に向かって窪む凹部を有し、当該天面からの押圧に応じて押圧方向およびその逆方向に可動な押圧可動部と、
     前記押圧可動部の平面視にて径方向外周に連接し、前記押圧が閾値を超えたときに急激に座屈変形する座屈変形型の第1ドーム部と、
     前記押圧可動部の平面視にて径方向内周に連接し、前記第1ドームと異なる非座屈変形型の第2ドーム部と、
     前記第2ドーム部から前記天面と反対方向に突出し、前記押圧によって、前記天面と反対方向にある基板に向けて移動可能な突出部と、
     前記第1ドーム部の平面視にて径方向外周に連接し、前記基板上に固定されるベース部と、
    を備え、
     前記第2ドーム部および前記突出部は、前記凹部における前記天面と反対側の端部を被覆するよう配置され、
     前記第2ドーム部は、前記押圧可動部と前記突出部との間にあって、前記凹部の開口側に突出した少なくとも1つの凸部を有する部位であることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
  2.  前記突出部の先端は、前記押圧可動部からの押圧により前記第1ドーム部が変形することにより、前記基板または前記基板に備えられるスイッチ部材に接触し、
     前記突出部の先端が前記基板または前記スイッチ部材に接触した状態において、前記第2ドーム部は前記基板と非接触状態を維持することを特徴とする請求項1に記載の押釦スイッチ用部材。
  3.  前記第2ドーム部は、前記押圧可動部と前記突出部とを連結する逆椀状の部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の押釦スイッチ用部材。
  4.  前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側および前記突出部側の両面とも曲面を成すことを特徴とする請求項3に記載の押釦スイッチ用部材。
  5.  前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側および前記突出部側の両面ともに平面を有することを特徴とする請求項3に記載の押釦スイッチ用部材。
  6.  前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記凹部側の面が曲面を成し、前記突出部側の面が前記曲面よりも平面に近い面を有することを特徴とする請求項3に記載の押釦スイッチ用部材。
  7.  前記第2ドーム部は、前記逆椀状の部材であって、前記突出部側の面が曲面を成し、前記凹部側の面が前記曲面よりも平面に近い面を有することを特徴とする請求項3に記載の押釦スイッチ用部材。
  8.  前記押圧可動部、前記第1ドーム部、前記第2ドーム部、前記突出部および前記ベース部は、同一種類のゴム状弾性体からなることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の押釦スイッチ用部材。
  9.  前記押圧可動部、前記第1ドーム部、前記第2ドーム部、前記突出部および前記ベース部は、一体の前記ゴム状弾性体であることを特徴とする請求項8に記載の押釦スイッチ用部材。
  10.  前記ゴム状弾性体は、シリコーンゴムを含有することを特徴とする請求項8または9に記載の押釦スイッチ用部材。

     
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