WO2024147207A1

WO2024147207A1 - 押釦スイッチ用部材

Info

Publication number: WO2024147207A1
Application number: PCT/JP2023/015722
Authority: WO
Inventors: 正幸伊藤
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2023-01-06
Filing date: 2023-04-20
Publication date: 2024-07-11
Anticipated expiration: 2025-07-06

Abstract

第１段階のクリック感を発生させる第１押釦構造（２）と、第２段階のクリック感を発生させる第２押釦構造（３）とを備え、第１押釦構造（２）は、ベース部（１１）と、ベース部（１１）の上方に形成されていて押圧により変形して第１段階のクリック感を発生させる第１ドーム部（１２）と、第１ドーム部（１２）の上方に形成される押圧用の第１キートップ（１３）とを備え、第２押釦構造（３）は、第１ドーム部（１２）の内側に２以上配置され、それら２以上の第２押釦構造（３）のそれぞれに、押圧の継続により変形して第２段階のクリック感を発生させる第２ドーム部（１７）を備え、２以上の第２押釦構造（３）のそれぞれにまたは２以上の第２押釦構造（３）に共通して、第２ドーム部（１７）の下方に形成されていて接地抵抗をもたらすプッシャー部（１８）を備える、押釦スイッチ用部材（１）。

Description

押釦スイッチ用部材

クロスリファレンス

　本出願は、２０２３年１月６日に日本国において出願された特願２０２３－００１２３０に基づく優先権を主張するものであり、当該出願に記載された内容はすべて、参照によりそのまま本明細書に援用される。

　本発明は、押釦スイッチ用部材に関する。

　従来から、二段スイッチをはじめとする多段スイッチは、携帯通信機器、デジタルカメラ、車載用オーディオ機器およびカーナビゲーション装置などに広く用いられている。多段で複数のスイッチ動作を行わせることは、スイッチを搭載する領域に制約のある機器において最小限のスイッチを搭載して多くの機能を発揮するのに役立つ（特許文献１を参照。）。

特開２００６－２３６６９４号公報

　図３は、本出願人が従来から使用していた押釦スイッチ用部材の平面図、Ａ－Ａ線断面図およびＢ－Ｂ線断面図を示す。図４は、図３の押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線（Ｆ－Ｓ曲線）を示す。

　図３の押釦スイッチ用部材１００は、いわゆる二段スイッチの構成を有する。押釦スイッチ用部材１００は、平面視にて中央に円形若しくは楕円形の穴を備えて外形を矩形とするベース部１１１と、ベース部１１１の上方に形成されていて押圧により変形して第１段階のクリック感を発生させる第１ドーム部１１２と、第１ドーム部１１２の上方に形成される押圧用の第１キートップ１１３と、を備える。第１キートップ１１３は、平面視にて略中央に、天面から下方に窪む凹部１１４を備える。第２段階のクリック感を発生させる構成は、凹部１１４から下方に１つ形成されている。当該構成は、凹部１１４の底部であってベース部１１１の底面より上方に位置するプッシャー部１１８と、第１キートップ１１３の底面であって凹部１１４の外周囲とプッシャー部１１８とを連結する第２ドーム部１１７と、プッシャー部１１８の上面から第２ドーム部１１７の内部を経由して凹部１１４の下方から上方に突出する第２キートップ１１５と、を備える。

　ベース部１１１と第１ドーム部１１２の径方向内側には、内部空間１１６が形成されている。プッシャー部１１８は、押釦スイッチ用部材１００をセットした面（例えば、回路基板の上面）よりも上方に浮いて、内部空間１１６において、第２ドーム部１１７によって第１キートップ１１３の下面から吊り下げられた状態にある。第２キートップ１１５の天面は、第１キートップ１１３の天面より下方に位置する。第１ドーム部１１２は、第１キートップ１１３の下面外周囲からベース部１１１に向かって徐々に拡径する逆さ漏斗形状を有する。第２ドーム部１１７は、第１キートップ１１３の下面であって凹部１１４の周囲からプッシャー部１１８に向かって徐々に径を小さくする漏斗形状を有する。

　次に、押釦スイッチ用部材１００の押圧時の動作を、図３および図４に基づき説明する。第１キートップ１１３の天面から下面に向けて指で押圧すると、第１ドーム部１１２がその押圧に耐えるため、指にかかる抵抗力が増加する。その後、所定の押圧力（図４の点ａにおける押圧力）に達すると、第１ドーム部１１２がその押圧力に耐えきれず、急激に座屈変形する。この結果、指にかかる抵抗力が低下し、第１キートップ１１３が下降する。続いて、第１キートップ１１３と第２キートップ１１５とが同じ高さになると、第２キートップ１１５に押圧がかかり、プッシャー部１１８が下降し、ついには接地する。接地は、例えば、回路基板の上面のスイッチに接触することを意味する。この結果、第２ドーム部１１７が押圧に耐えるため、指にかかる抵抗力が再び増加する。その後、所定の押圧力（図４の点ｃにおける押圧力）に達すると、第２ドーム部１１７がその押圧力に耐えきれず、急激に座屈変形する。この結果、指にかかる抵抗力が再び低下し、第１キートップ１１３がさらに下降し、ついには接地する。それ以降は、押圧しても大きく変形する部位はないので、指にかかる抵抗力は急激に上昇する。

　ここで、図４における点ａと点ｂの圧力落差は、第１段階のクリック感を操作者にもたらす。また、図４における点ｃと点ｄの圧力落差は、第２段階のクリック感を操作者にもたらす。このように、押釦スイッチ用部材１００は、二段スイッチとして機能する。

　しかし、上記の押釦スイッチ用部材１００には、さらなる機能の向上が求められている。それは、クリック感を維持しながら、点ｃの荷重をより高めることである。第２ドーム部１１７の肉厚を大きくすると、点ｃの荷重を高めることは容易である。しかし、その場合には、点ｃと点ｄの落差が小さくなり、第２段階のクリック感が小さくなる。したがって、第２ドーム部１１７の肉厚を大きくするとクリック感が犠牲となることから、かかる手段を講じることはできない。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、明確なクリック感と第２段階目の極大荷重をより高くすることを両立できる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、二段階でクリック感を発生可能な押釦スイッチ用部材であって、
　前記押釦スイッチ用部材の上方からの押圧によって第１段階のクリック感を発生させる第１押釦構造と、
　前記第１段階のクリック感の発生後の前記押圧の継続によって第２段階のクリック感を発生させる第２押釦構造と、
を備え、
　前記第１押釦構造は、ベース部と、前記ベース部の上方に形成されていて前記押圧により変形して前記第１段階のクリック感を発生させる第１ドーム部と、前記第１ドーム部の上方に形成される前記押圧用の第１キートップと、
を備え、
　前記第２押釦構造は、前記第１ドーム部の内側に２以上配置され、
　それら２以上の第２押釦構造のそれぞれに、前記押圧の継続により変形して前記第２段階のクリック感を発生させる第２ドーム部を備え、２以上の前記第２押釦構造のそれぞれにまたは２以上の前記第２押釦構造に共通して、前記第２ドーム部の下方に形成されていて接地抵抗をもたらすプッシャー部を備える。
（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、前記第２押釦構造は、前記第１キートップの天面よりも下方に天面を有する第２キートップを備えても良い。
（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１キートップは、その天面から内方に向かって窪む凹部を備え、前記凹部は、２以上の前記第２押釦構造の数だけ備え、前記第２キートップは、前記凹部内に突出して設けられていても良い。
（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１ドーム部は、前記第１キートップから前記ベース部に向かって拡径するドーム部であっても良い。
（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、前記第１キートップから前記プッシャー部に向かって縮径するドーム部であっても良い。

　本発明によれば、明確なクリック感と第２段階目の極大荷重をより高くすることを両立できる押釦スイッチ用部材を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図、Ａ－Ａ線断面図およびＢ－Ｂ線断面図を示す。図２は、図１の押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線（Ｆ－Ｓ曲線）を図４のＦ－Ｓ曲線と比較して示す。図３は、本出願人が従来から使用していた押釦スイッチ用部材の平面図、Ａ－Ａ線断面図およびＢ－Ｂ線断面図を示す。図４は、図３の押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線（Ｆ－Ｓ曲線）を示す。

１・・・押釦スイッチ用部材、２・・・第１押釦構造、３・・・第２押釦構造、１１・・・ベース部、１２・・・第１ドーム部、１３・・・第１キートップ、１４・・・凹部、１５・・・第２キートップ、１７・・・第２ドーム部、１８・・・プッシャー部。

　以下、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、特許請求の範囲の各請求項に係る発明を限定するものではない。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。

　図１は、一実施形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図、Ａ－Ａ線断面図およびＢ－Ｂ線断面図を示す。

　この実施形態に係る押釦スイッチ用部材１は、二段階でクリック感を発生可能である。押釦スイッチ用部材１は、押釦スイッチ用部材１の上方からの押圧によって第１段階のクリック感を発生させる第１押釦構造２と、第１段階のクリック感の発生後の押圧の継続によって第２段階のクリック感を発生させる第２押釦構造３と、を備える。図１では、第１押釦構造２および第２押釦構造３の各符号をカッコ書きで示している。

　第１押釦構造２は、ベース部１１と、ベース部１１の上方に形成されていて押圧により変形して第１段階のクリック感を発生させる第１ドーム部１２と、第１ドーム部１２の上方に形成される押圧用の第１キートップ１３と、を備える。ベース部１１は、外形を直方体とする部材である。ベース部１１は、その内側に、第２押釦構造２の一部が下降可能な空間を有する。その空間は、この実施形態では、円柱または楕円柱の形状を有する。しかし、ベース部１１の外形および上記の空間は、上述した形状に限定されない。第１キートップ１３は、外形を円柱または楕円柱とする部材である。しかし、第１キートップ１３の外形は、円柱または楕円柱に限定されない。

　第１ドーム部１２は、第１キートップ１３の下面若しくは側面とベース部１１とを連接する肉厚の小さな部材であって、第１キートップ１３からベース部１１に向かって拡径する、逆さ漏斗形状の部材である。第１ドーム部１２は、平面視における形状を円形または楕円形とする部材である。しかし、第１ドーム部１２の当該形状は、円形または楕円形に限定されない。第１ドーム部１２の外側面は、この実施形態では、ほぼ直線的な斜面であるが、上方または下方にわずかに弧を描いて突出した曲面であっても良い。第１キートップ１３は、第１ドーム部１２の上部に位置して、押釦スイッチ用部材１をベース部１１の内部空間１６に向かって押圧するための部材である。第１キートップ１３は、好ましくは、その天面から内方に向かって窪む凹部１４を備える。また、凹部１４は、好ましくは、２以上の第２押釦構造２の数だけ備えられている。この実施形態では、凹部１４は、平面視における形状を円形または楕円形としている。しかし、当該形状は、円形または楕円形に限定されない。

　第２押釦構造３の一部（プッシャー部１８、第２ドーム部１７および第２キートップ１５の一部）は、第１ドーム部１２の内側の内部空間１６内に２つ配置されている。ただし、第２押釦構造３の数は、２つに限定されず、３つ以上でも良い。２つの第２押釦構造３のそれぞれは、第１段階のクリック後に、押圧の継続により変形して第２段階のクリック感を発生させる第２ドーム部１７と、第２ドーム部１７の下方に形成されていて接地抵抗をもたらすプッシャー部１８と、を備える。ここで、「接地抵抗」とは、押釦スイッチ用部材１を配置する面、例えば、回路基板の上面またはその面に固定される部材に接触して、第２押釦構造３の下降動作に対して生じる大きな抵抗を意味する。第２ドーム部１７は、第１キートップ１３の下面とプッシャー部１８とを連接する肉厚の小さな部材であって、第１キートップ１３からプッシャー部１８に向かって縮径する、漏斗形状の部材である。第２ドーム部１７の外側面は、この実施形態では、ほぼ直線的な斜面であるが、上方または下方にわずかに弧を描いて突出した曲面であっても良い。

　第２ドーム部１７は、平面視における形状を円形または楕円形とする部材である。しかし、第２ドーム部１７の当該形状は、円形または楕円形に限定されない。また、プッシャー部１８は、外形を円柱または楕円柱とする部材である。しかし、プッシャー部１８の外形は、円柱または楕円柱に限定されない。

　第２押釦構造３は、この実施形態において、好ましくは、第１キートップ１３の天面よりも下方に天面を有する第２キートップ１５を備える。第２キートップ１５は、第１キートップ１３に形成された凹部１４内にて上方に突出形成されている。第２キートップ１５は、外形を円柱または楕円柱とする部材である。しかし、第２キートップ１５の外形は、円柱または楕円柱に限定されない。

　凹部１４は、第２押釦構造３の形成前においては、第１キートップ１３の押圧方向に貫通する貫通路である。第２押釦構造３は、当該貫通路の下方開口部を塞ぐ形で、第１キートップ１３に連接されている。第２キートップ１５およびプッシャー部１８は、第２ドーム部１７を介して第１キートップ１３に吊るされた状態にある。第２キートップ１５の天面を第１キートップ１３の天面より低く形成しているので、第１キートップ１３からの押圧によって第１ドーム部１２が座屈変形した後に、第２キートップ１５への押圧が開始することになる。ただし、第２キートップ１５の天面を第１キートップ１３の天面と同じ高さに形成しても良い。また、凹部１４および第２キートップ１５は、必須の構成ではなく、形成されていなくとも良い。その場合、第２押釦構造３は、第２ドーム部１７およびプッシャー部１８を備えるが、第２キートップ１５を備えていない構造体となる。

　この実施形態では、プッシャー部１８は、２つの第２押釦構造３のそれぞれに設けられている。しかし、２以上の第２押釦構造３に共通して、２以上の第２ドーム部１７の下方に１つのプッシャー部１８を設けても良い。

　押釦スイッチ用部材１は、好ましくは、その全体を、合成ゴムまたは天然ゴムで構成されている。合成ゴムは、例えば、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）あるい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；　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；　あるいはそれらの複合物等を含む。これらの材料候補の中では、特に、シリコーンゴムが好ましい。しかし、押釦スイッチ用部材１は、少なくとも第１ドーム部１２および第２ドーム部１７を上記ゴム、特にシリコーンゴムで構成し、その他の構成部分を、樹脂、金属またはセラミックス等の材料で構成しても良い。

　図２は、図１の押釦スイッチ用部材の荷重－ストローク曲線（Ｆ－Ｓ曲線）を図４のＦ－Ｓ曲線と比較して示す。

　以下、図２を参照しながら、この実施形態に係る押釦スイッチ用部材１の押圧時の動作を説明する。第１キートップ１３の天面から下面に向けて指で押圧すると、第１ドーム部１２がその押圧に耐えるため、指にかかる抵抗力が増加する。その後、所定の押圧力（図２の点ａにおける押圧力）に達すると、第１ドーム部１２がその押圧力に耐えきれず、急激に座屈変形する。この結果、指にかかる抵抗力が低下し、第１キートップ１３が下降する。続いて、第１キートップ１３と第２キートップ１５とが同じ高さになると、第２キートップ１５に押圧がかかり、プッシャー部１８が下降し、ついには接地する。この時点では荷重は極小値をとる（図２の点ｂ）。その後、第２ドーム部１７が押圧に耐えるため、指にかかる抵抗力が再び増加する。その後、所定の押圧力に達すると、第２ドーム部１７がその押圧力に耐えきれず、急激に座屈変形する。この座屈変形の直前では荷重は再び極大値をとる（図２の点ｃ１）。この結果、指にかかる抵抗力が再び低下し、第１キートップ１３がさらに下降し、ついには接地する。この時点では荷重は再び極小値をとる（図２の点ｄ１）。それ以降は、押圧しても大きく変形する部位はないので、指にかかる抵抗力は急激に上昇する。

　第１押圧構造２は、図３に示す従来の押釦スイッチ用部材１００にも存在する。このため、Ｆ－Ｓ曲線の点ｂまでの曲線は、押釦スイッチ用部材１と押釦スイッチ用部材１００とでほぼ重なる。一方、押釦スイッチ用部材１は、第２押釦構造３を２つ備えており、押釦スイッチ用部材１００に比べて1つ多い第２押釦構造を有する。このため、押釦スイッチ用部材１における第２段階のクリック感を発生させる直前の荷重の極大値（図２の点ｃ１）は、押釦スイッチ用部材１００における同様の極大値（図２の点ｃ）より大きくなる。ここで、押釦スイッチ用部材１における第２段階のクリック感を発生させた際の荷重の極小値（図２の点ｄ１）は、押釦スイッチ用部材１００における同様の極小値（図２の点ｄ）よりも大きくなる。しかし、点ｃ１－点ｃ間の荷重差は、点ｄ１－点ｄ間の荷重差よりも大きい。この結果、押釦スイッチ用部材１の第２段階のクリック感の方が、むしろ、押釦スイッチ用部材１００の第２段階のクリック感よりも明確になる。

　このように、第２押釦構造３の数を増やして第２ドーム部１７の数を増やすことにより、クリック感を犠牲にすることなく、むしろクリック感を向上させて、第２段階のクリック感を生じさせる直前の荷重（指にかかる抵抗）を高めることができる。このように、この実施形態に係る押釦スイッチ用部材１によれば、明確なクリック感を得ることと第２段階目の荷重の極大値をより高くすることの両立が可能である。

　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々変形実施可能である。

　例えば、第１ドーム部１２は、第１キートップ１３からベース部１１に向かって縮径するドーム部であっても良い。また、第２ドーム部１７は、第１キートップ１３からプッシャー部１８に向かって拡径するドーム部であっても良い。

　本発明は、押釦スイッチ用部材を搭載する機器において利用可能である。

Claims

　二段階でクリック感を発生可能な押釦スイッチ用部材であって、
　前記押釦スイッチ用部材の上方からの押圧によって第１段階のクリック感を発生させる第１押釦構造と、
　前記第１段階のクリック感の発生後の前記押圧の継続によって第２段階のクリック感を発生させる第２押釦構造と、
を備え、
　前記第１押釦構造は、ベース部と、前記ベース部の上方に形成されていて前記押圧により変形して前記第１段階のクリック感を発生させる第１ドーム部と、前記第１ドーム部の上方に形成される前記押圧用の第１キートップと、
を備え、
　前記第２押釦構造は、前記第１ドーム部の内側に２以上配置され、
　それら２以上の前記第２押釦構造のそれぞれに、前記押圧の継続により変形して前記第２段階のクリック感を発生させる第２ドーム部を備え、２以上の前記第２押釦構造のそれぞれまたは共通して、前記第２ドーム部の下方に形成されていて接地抵抗をもたらすプッシャー部を備えることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
　前記第２押釦構造は、前記第１キートップの天面よりも下方に天面を有する第２キートップを備え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。
　前記第１キートップは、その天面から内方に向かって窪む凹部を備え、
　前記凹部は、２以上の前記第２押釦構造の数だけ備え、
　前記第２キートップは、前記凹部内に突出して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の押釦スイッチ用部材。
　前記第１ドーム部は、前記第１キートップから前記ベース部に向かって拡径するドーム部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の押釦スイッチ用部材。
　前記第２ドーム部は、前記第１キートップから前記プッシャー部に向かって縮径するドーム部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の押釦スイッチ用部材。