特許 7402734 押釦スイッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-13

(45)【発行日】2023-12-21

(54)【発明の名称】押釦スイッチ

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/12 20060101AFI20231214BHJP

【ＦＩ】

H01H13/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020066390

(22)【出願日】2020-04-02

(65)【公開番号】P2021163683

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110973

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 洋

(74)【代理人】

【識別番号】110002697

【氏名又は名称】めぶき弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 正幸

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－１５５４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１１２０３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５８－５５３２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平９－１９８９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－７９１３３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／１２

Ｈ０１Ｈ １３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定接点を有する回路基板上に設置され、外部入力に応じて前記固定接点に対して接離可能な接点部材を有する押釦スイッチであって、
前記固定接点の真上に設置され、前記接点部材を真下に保持して上方から前記外部入力が伝達されるキートップと当該キートップの径方向外側にドーム状に拡径するドーム部とを有し、前記ドーム部が弾性的に変形可能なラバードームを備え、
前記ドーム部は、部分的に厚みを異ならせ、かつ外側に部分的に凹部を有することで弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一である押釦スイッチ。

【請求項2】

固定接点を有する回路基板上に設置され、外部入力に応じて前記固定接点に対して接離可能な接点部材を有する押釦スイッチであって、
前記固定接点の真上に設置され、前記接点部材を真下に保持して上方から前記外部入力が伝達されるキートップと当該キートップの径方向外側にドーム状に拡径するドーム部とを有し、前記ドーム部が弾性的に変形可能なラバードームを備え、
前記ドーム部は、部分的に貫通穴が形成されていることで弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一である押釦スイッチ。

【請求項3】

固定接点を有する回路基板上に設置され、外部入力に応じて前記固定接点に対して接離可能な接点部材を有する押釦スイッチであって、
前記固定接点の真上に設置され、前記接点部材を真下に保持して上方から前記外部入力が伝達されるキートップと当該キートップの径方向外側にドーム状に拡径するドーム部とを有し、前記ドーム部が弾性的に変形可能なラバードームを備え、
前記ドーム部は、部分的に材質を異ならせていることで弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一である押釦スイッチ。

【請求項4】

前記ドーム部は、前記弾性的に変形する際の変形し易さが前記キートップの重心を通る上下方向の仮想軸線に対し回転非対称である請求項１から３のいずれか１項に記載の押釦スイッチ。

【請求項5】

前記ドーム部は、厚肉部分より薄肉部分の範囲が小さい請求項１に記載の押釦スイッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、押釦スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、固定接点を有する回路基板上に設置され、外部入力に応じて弾性的に変形することで固定接点に対して接離可能な接点部材を有する押釦スイッチが知られている（特許文献１を参照）。このような押釦スイッチは、導通／非導通の切り替わりをクリック感によって使用者に伝えるよう構成されている。なお、このクリック感を示すための一つの指標として、縦軸に外部入力により加える荷重Ｆ、及び横軸に外部入力位置のストローク量Ｓをとり、その関係性を示したＦ－Ｓ特性が用いられる。

【0003】

図５は、従来の第１押釦スイッチの縦断面図を示す。図６は、図５の押釦スイッチのＦ－Ｓ特性を示す。図７は、従来の第２押釦スイッチの縦断面図を示す。

【0004】

例えば、特許文献１に記載されているような従来の第１押釦スイッチ５０１は、図５に示すように、回路基板５９０の固定接点５９１の直上に接点部材５１０を備える。従来の第１押釦スイッチ５０１は、外部入力Ｐが伝達されるキートップ５２１とキートップ５２１の径方向外側にドーム状に拡径するドーム部５２２とを有する。キートップ５２１直上から印加された外部入力Ｐによってドーム部５２２を弾性変形させ、接点部材５１０を固定接点５９１に接触させる。このドーム部５２２は、キートップ５２１の重心を通る上下方向の仮想軸線を基準とする周方向において、材質及び肉厚が全て均一に構成されている。この弾性変形の過程において、図６に示すように、荷重Ｆは、ピーク荷重Ｆｐまで上昇した後、メーク荷重Ｆｍまで下降（以降「荷重抜けＦｄ」と記載する）し、接点部材５１０と固定接点５９１とが接触する。これにより、使用者は、この荷重抜けＦｄに伴い、心地よいクリック感を感じることができる。また、さらにクリック感の心地良さを向上させるために、荷重Ｆを急激に下降させたい、すなわち荷重抜けＦｄを急速にしたいという要求がある。

【0005】

このような要求に対する押釦スイッチとして、キートップと接点部材との間に、金属製の反転式バネ部材を配置した従来の第２押釦スイッチが知られている（特許文献２を参照）。

【0006】

例えば、特許文献２に記載されているような従来の第２押釦スイッチ７０１は、図７に示すように、回路基板７９０の固定接点７９１の上にキートップ７２１が設置されている。従来の第２押釦スイッチ７０１は、キートップ７２１の下に、接点部材としてキートップ７２１に支持された椀状の反転式バネ部材７１０が配置されている。従来の第２押釦スイッチ７０１は、キートップ７２１直上から印加された外部入力Ｐによって荷重がピーク荷重Ｆｐまで上昇した際に反転式バネ部材７１０が急激に反転形状へ変形することを利用して、荷重抜けＦｄを急速にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－０７３４６７号公報

【文献】国際公開ＷＯ２０１２／１５３５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の第１押釦スイッチ５０１においては、ドーム部５２２が仮想軸線を基準とする周方向において均一に構成されており、ダンパー効果が高い。このため、第１押釦スイッチ５０１においては、急速に荷重抜けＦｄさせることが困難である。

【0009】

従来の第２押釦スイッチ７０１は、外部入力により加えられた荷重抜けＦｄを急速にできるが、金属製の反転式バネ部材７１０の反転形状変化に基づいているため、荷重抜けＦｄ時のストローク量を大きくすることが困難である。このため、従来の第２押釦スイッチ７０１においては、荷重抜けＦｄ時のストローク量の設定自由度が小さい、という問題がある。

【0010】

本発明は、荷重抜け時のストローク量の設定自由度を大きくでき、外部入力により加えられた荷重を急速に抜くことができる押釦スイッチを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（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は、固定接点を有する回路基板上に設置され、外部入力に応じて前記固定接点に対して接離可能な接点部材を有する押釦スイッチであって、前記固定接点の真上に設置され、前記接点部材を真下に保持して上方から前記外部入力が伝達されるキートップと当該キートップの径方向外側にドーム状に拡径するドーム部とを有し、前記ドーム部が弾性的に変形可能なラバードームを備え、前記ドーム部は、前記弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一である。
（２）別の実施形態に係る押釦スイッチでは、好ましくは、前記ドーム部は、前記弾性的に変形する際の変形し易さが前記キートップの重心を通る上下方向の仮想軸線に対し回転非対称である。
（３）別の実施形態に係る押釦スイッチでは、好ましくは、前記ドーム部は、部分的に厚みを異ならせていることで前記周方向に不均一である。
（４）別の実施形態に係る接点部材では、好ましくは、前記ドーム部は、外側に部分的に凹部を有する。
（５）別の実施形態に係る接点部材では、好ましくは、前記ドーム部は、厚肉部分より薄肉部分の範囲が小さい。
（６）別の実施形態に係る接点部材では、好ましくは、前記ドーム部は、部分的に貫通穴が形成されていることで前記周方向に不均一である。
（７）別の実施形態に係る接点部材では、好ましくは、前記ドーム部は、部分的に材質を異ならせていることで前記周方向に不均一である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、荷重抜け時のストローク量の設定自由度を大きくでき、外部入力により加えられた荷重を急速に抜くことができる押釦スイッチを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る押釦スイッチの外観斜視図を示す。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面図（縦断面図）を示す。

【図3】図３は、本発明の第１変形例に係る押釦スイッチの縦断面図を示す。

【図4】図４は、本発明の第２変形例に係る押釦スイッチの外観斜視図を示す。

【図5】図５は、従来の第１押釦スイッチの縦断面図を示す。

【図6】図６は、図５の押釦スイッチのＦ－Ｓ特性を示す。

【図7】図７は、従来の第２押釦スイッチの縦断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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及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。また、構造を示す各図面は、特徴がわかるようにした模式図であり、実際の寸法を厳密に反映したものではない。

【0015】

（実施形態）
本発明の実施形態に係る押釦スイッチ１について説明する。

【0016】

（１－１．実施形態に係る押釦スイッチの構成）
図１は、本発明の実施形態に係る押釦スイッチ１の外観斜視図を示す。図２は、図１のＡ－Ａ断面図（縦断面図）を示す。なお、図２では、押釦スイッチ１が設置される回路基板５９０についても併せて示している。

【0017】

実施形態に係る押釦スイッチ１は、図２に示すように、複数の固定接点５９１を有する回路基板５９０上に設置される。押釦スイッチ１は、固定接点５９１の直上において固定接点５９１と離間して配置された接点部材１０と、接点部材１０を保持するラバードーム２０と、を備える。押釦スイッチ１は、ラバードーム２０上方から伝達される外部入力Ｐによってラバードーム２０を押圧可能に構成されている。それにより、押釦スイッチ１は、接点部材１０を外部入力Ｐに応じて上下移動させることが可能であり、接点部材１０を固定接点５９１に対して接離可能に構成されている。

【0018】

接点部材１０は、洋白、ステンレス、銅、アルミ、銀等の導電性材料により形成された略円板形状の金属板である。接点部材１０には、好ましくは貴金属めっき（例えば、金めっき）が施されている。接点部材１０は、使用時の平面視にて、複数の固定接点５９１と重なり合う。これにより、接点部材１０は、外部入力Ｐに応じて固定接点５９１に接した際に、複数の固定接点５９１間を導通させることができる。なお、本実施形態の接点部材１０は、貴金属めっきが施された金属板であるが、導電性を有すれものであれば適宜変更可能である。例えば、接点部材１０を導電ゴム接点としてもよい。具体的には、金属粉体（Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ等）をシリコーンゴムに練り込んで導電性を持たせたもの、金属粉体（Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ等）をグラファイトで被覆したものをシリコーンゴムに練り込んで導電性を持たせたもの、ガラス若しくは樹脂のビーズをＡｕで被覆したものをシリコーンゴムに練り込んで導電性を持たせたもの、又は、カーボン粉体をシリコーンゴムに練り込んで導電性を持たせたものとしてもよい。また、本実施形態の接点部材１０は、略円形状を有するが、回路基板５９０上の固定接点５９１の配置又は形状等を考慮して適宜変更可能である。例えば、矩形形状であったり、中央部に貫通孔を有していたり、曲げ加工や絞り加工が施されていてもよい。

【0019】

ラバードーム２０は、シリコーンゴム等のゴム弾性材で形成され弾性的に変形可能である。ラバードーム２０は、略円柱形状のキートップ２１と、キートップ２１の径方向外側にドーム状に拡径するドーム部２２と、ドーム部２２の下方開口部より径方向外側に延出するベース部２３とを備える。

【0020】

キートップ２１は、固定接点５９１の真上に設置される。キートップ２１は、下面中央部において、接着剤による貼り付け等によって接点部材１０を真下に保持する。キートップ２１は、その上方から外部入力Ｐが与えられる部位である。

【0021】

ドーム部２２は、キートップ２１及びベース部２３に対し、比較的に薄肉で形成されている。このため、ラバードーム２０が弾性的に変形する際に、特にドーム部２２が大きく弾性的に変形していくことになる。このドーム部２２が変形する過程においては、途中、折れ曲がるようにして大きく変形（座屈変形）する過程を経る。ここで、ドーム部２２は、弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一に構成されている。より詳細には、ドーム部２２は、比較的変形し難い第１範囲２２ａと比較的変形し易い第２範囲２２ｂとを有する。さらにより詳細には、ドーム部２２は、外側表面において、第１範囲２２ａに対し第２範囲２２ｂが凹部となっており、第１範囲２２ａと第２範囲２２ｂとの厚みを異ならせている。特に限定されなるものではないが、ドーム部２２は、第１範囲２２ａ（厚肉部分の範囲）より第２範囲２２ｂ（薄肉部分の範囲）が小さく形成されている。また、第２範囲２２ｂは、ドーム部２２の周方向における所定の１角度範囲に形成されている。すなわち、ドーム部２２は、第２範囲２２ｂが周方向において所定の１角度範囲に偏在していることで、弾性的に変形する際の変形し易さがキートップ２１の重心を通る上下方向の仮想軸線Ｌに対し回転非対称である。なお、ドーム部２２は、縦断面が図１に示すように曲線状に形成されていてもよいし、縦断面が直線状に形成されていてもよい。

【0022】

ベース部２３は、回路基板５９０の表面に倣った下面を有し、使用時において回路基板５９０表面上に固定される。

【0023】

このように、構成されたラバードーム２０は、使用時にキートップ２１に上方から外部入力Ｐによる荷重が加わると、キートップ２１を回路基板５９０に近づける形態へとドーム部２２が弾性的に大きく変形する。この結果、支持する接点部材１０は固定接点５９１に接触する。その際、ドーム部２２は、まず、比較的変形し易い第２範囲２２ｂから変形し、キートップ２１が一瞬斜めになって荷重Ｆが周方向へ（第１範囲２２ａに向けて）広がる。これにより、ラバードーム２０は、外部入力Ｐによる荷重Ｆを上下方向だけでなく周方向にも広がらせ、急速に荷重抜けＦｄさせる（図６においてＦｄで指し示す傾きが大きくなる）。

【0024】

（１－２．実施形態による作用・効果）
実施形態に係る押釦スイッチ１によれば、固定接点５９１の真上に設置され、接点部材１０を真下に保持して上方から外部入力Ｐが伝達されるキートップ２１とキートップ２１の径方向外側にドーム状に拡径するドーム部２２とを有し、ドーム部２２が弾性的に変形可能なラバードーム２０を備える。すなわち、従来の第２押釦スイッチ７０１のように荷重抜けＦｄが金属製の反転式バネ部材７１０（図７を参照）に左右されるということではないため、荷重抜けＦｄ時のストローク量Ｓの設定自由度を大きくできる。また、押釦スイッチ１によれば、ドーム部２２は、弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一であるため、上述したように外部入力Ｐによる荷重Ｆを上下方向だけでなく周方向にも広がらせ、急速に荷重抜けＦｄさせることができる。

【0025】

したがって、実施形態に係る押釦スイッチ１は、荷重抜けＦｄ時のストローク量Ｓの設定自由度を大きくでき、外部入力Ｐにより加えられた荷重Ｆを急速に抜くことができる押釦スイッチとなる。

【0026】

また、実施形態に係る押釦スイッチ１においては、ドーム部２２は、弾性的に変形する際の変形し易さがキートップ２１の重心を通る上下方向の仮想軸線Ｌに対し回転非対称に構成されている。このため、押釦スイッチ１によれば、外部入力Ｐにより加えられた荷重Ｆが弾性的に変形し易い部分に偏って伝達され、キートップ２１が一瞬斜めになって荷重が周方向へ（第１範囲２２ａに向けて）広がり易い。このため、押釦スイッチ１によれば、外部入力Ｐにより加えられた荷重Ｆを急速に抜くことができるため、より心地良いクリック感を提供できる。

【0027】

また、実施形態に係る押釦スイッチ１においては、ドーム部２２は、部分的に厚みを異ならせている。より具体的には、ドーム部２２は、第２範囲２２ｂとして外側に部分的に凹部を有する。このように構成すれば、容易に、弾性的に変形する際の変形し易さを周方向に不均一にできる。

【0028】

また、実施形態に係る押釦スイッチ１においては、ドーム部２２は、第１範囲２２ａとしての厚肉部分より第２範囲２２ｂとしての薄肉部分の範囲が小さい。薄肉部分が大きすぎてしまうとピーク荷重Ｆｐが低下してしまう傾向にあるが、このように構成すれば、十分なピーク荷重Ｆｐを有した上で外部入力Ｐにより加えられた荷重Ｆを急速に抜くことができ、より心地良いクリック感を提供できる。

【0029】

（その他の実施形態）
以上、本発明を上記の実施形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

【0030】

上記実施形態において記載した構成要素の数、形状、位置、大きさ、材質等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

【0031】

上記実施形態においては、ドーム部２２における第２範囲２２ｂは、ドーム部２２の周方向における所定の１角度範囲に形成されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２範囲２２ｂが複数箇所に形成されていてもよい。

【0032】

上記実施形態においては、ドーム部２２は、弾性的に変形する際の変形し易さがキートップ２１の重心を通る上下方向の仮想軸線Ｌに対し回転非対称であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数箇所の第２範囲２２ｂが回転対称位置に形成されていてもよい。この場合であっても、外部入力Ｐがキートップ２１の重心から外れた位置に加わった場合や仮想軸線Ｌに対し斜めに加わった場合には、複数箇所の第２範囲２２ｂの内の一部の第２範囲２２ｂにまず荷重Ｆが伝達され、そこから荷重Ｆが周方向へ（第１範囲２２ａに向けて）広がることで、荷重Ｆを急速に抜くことができる。

【0033】

上記実施形態においては、ドーム部２２は、外側表面において、第１範囲２２ａに対し第２範囲２２ｂが凹部となっており、第１範囲２２ａと第２範囲２２ｂとの厚みを異ならせている。これにより、弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一に構成されている。しかし、本発明は、かかる構成に限定されない。例えば、ドーム部は、以下に説明するように、弾性的に変形する際の変形し易さが周方向に不均一となるよう構成されていてもよい。

【0034】

図３は、本発明の第１変形例に係る押釦スイッチ１０１の縦断面図を示す。図４は、本発明の第２変形例に係る押釦スイッチ２０１の外観斜視図を示す。

【0035】

押釦スイッチ１０１は、基本的には、押釦スイッチ１と同様の構成を有するが、ドーム部における第２範囲の形態が押釦スイッチ１の場合とは異なる。すなわち、図３に示すように、押釦スイッチ１０１では、ドーム部１２２における第２範囲１２２ｂが凹部ではなく貫通穴として形成されている。これにより、第１範囲１２２ａと第２範囲１２２ｂとの弾性的に変形する際の変形し易さを異ならせることができる。

【0036】

また、押釦スイッチ２０１も、基本的には、押釦スイッチ１と同様の構成を有するが、ドーム部における第２範囲の材質が押釦スイッチ１の場合とは異なる。すなわち、図４に示すように、押釦スイッチ２０１では、ドーム部２２２における第２範囲２２２ｂが第１範囲２２２ａの材質よりも変形しやすい材質で構成されている。これにより、第１範囲２２２ａと第２範囲２２２ｂとの弾性的に変形する際の変形し易さを異ならせることができる。

【0037】

また、不図示ではあるが、押釦スイッチでは、ドーム部の内側面において第１範囲に対し第２範囲を凹部とすることで、第１範囲と第２範囲との厚みを異ならせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明に係る押釦スイッチは、例えば、自動車の車載用機器の他、工業用ロボット、家庭用電化製品、ＰＣなどの各種機器に利用される押釦スイッチに利用することができる。

【符号の説明】

【0039】

１，１０１，２０１‥押釦スイッチ、１０‥接点部材、２０‥ラバードーム、２１‥キートップ、２２，１２２，２２２‥ドーム部、２２ａ，１２２ａ，２２２ａ‥第１範囲（比較的変形し難い範囲）、２２ｂ，１２２ｂ，２２２ｂ‥第２範囲（比較的変形し易い範囲）、５９０‥回路基板、５９１‥固定接点、Ｐ‥外部入力、Ｌ‥仮想軸線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】