(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】2024-01-18
(45)【発行日】2024-01-26
(54)【発明の名称】静電容量式スイッチ
(51)【国際特許分類】
H01H 13/00 20060101AFI20240119BHJP
【ＦＩ】
H01H13/00 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020032638
(22)【出願日】2020-02-28
(65)【公開番号】P2021136181
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2023-01-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000219233
【氏名又は名称】東プレ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】浅野 護
(72)【発明者】
【氏名】三ツ森 大葵
【審査官】井上 信
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６１－２９０６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２２２０２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－７１６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｈ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の電極、及び前記第１の電極とは絶縁して配置された第２の電極からなる平板形状の電極部と、導電体または誘電体で形成された平板形状の移動部材と、
突起部を有し、該突起部の変位により前記移動部材と前記電極部との間の距離を変化させる押圧部材と、
底面が前記押圧部材に接する筒状部と、前記筒状部から該筒状部の下方周辺に延びる脚部と、を含み、前記押圧部材よりも剛性が高い材質で形成されたプランジャと、を有し、
前記移動部材は、固定部と、前記突起部の変位により前記電極部の面に対して法線方向に変位する平面移動部と、前記平面移動部と前記固定部を連結するスプリング部と、から成り、
前記平面移動部は、前記突起部が変位していないときには、前記電極部に対して所定距離だけ隔てた通常位置とされ、前記突起部の変位により前記スプリング部が付勢して前記電極部に接触或いは接近した変位位置とされ、
前記押圧部材は、
可撓性を有しており、周囲部に形成されたベース部と、中央部に形成された押圧部と、前記押圧部と前記ベース部を連結する中空錐体形状をなす支持脚部とを備え、更に、前記押圧部の下方に形成された突起部支持面に前記突起部が取り付けられており、
前記押圧部が押圧された際に、前記支持脚部が弾性変形し、且つ、前記突起部が前記平面移動部の表面に直接的または間接的に接した後には、前記突起部支持面が弾性変形して前記突起部が変位することにより前記平面移動部を前記変位位置とし、
前記押圧部の押圧が解放された際に、前記支持脚部及び前記突起部支持面の弾性変形が解放されて前記突起部の変位を戻し、前記平面移動部を前記通常位置とし、
前記プランジャは、前記筒状部が押圧された際に、これに連動して前記押圧部材を押圧し、前記筒状部が予め設定した閾値距離だけ押圧された際に、前記脚部が前記ベース部に接してこれ以上の押圧を阻止すること
を特徴とする静電容量式スイッチ。
【請求項2】
第１の電極、及び前記第１の電極とは絶縁して配置された第２の電極からなる平板形状の電極部と、導電体または誘電体で形成された平板形状の移動部材と、
突起部を有し、該突起部の変位により前記移動部材と前記電極部との間の距離を変化させる押圧部材と、を有し、
前記移動部材は、固定部と、前記突起部の変位により前記電極部の面に対して法線方向に変位する平面移動部と、前記平面移動部と前記固定部を連結するスプリング部と、から成り、
前記平面移動部は、前記突起部が変位していないときには、前記電極部に対して所定距離だけ隔てた通常位置とされ、前記突起部の変位により前記スプリング部が付勢して前記電極部に接触或いは接近した変位位置とされ、
前記押圧部材は、
可撓性を有しており、周囲部に形成されたベース部と、中央部に形成された押圧部と、前記押圧部と前記ベース部を連結する中空錐体形状をなす支持脚部とを備え、更に、前記押圧部の下方に形成された突起部支持面に前記突起部が取り付けられ、
前記突起部支持面の厚さは前記支持脚部の厚さより薄くされ、
前記支持脚部の初期曲げ剛性は、前記突起部支持面の初期曲げ剛性よりも大きくなっており、
前記押圧部が押圧された際に、まず前記支持脚部が弾性変形し、且つ、前記突起部が前記平面移動部の表面に直接的または間接的に接した後には、前記突起部支持面が弾性変形して、前記支持脚部と前記突起部支持面が共に変形し、前記突起部が変位することにより前記平面移動部を前記変位位置とし、
前記押圧部の押圧が解放された際に、前記支持脚部及び前記突起部支持面の弾性変形が解放されて前記突起部の変位を戻し、前記平面移動部を前記通常位置とすること
を特徴とする静電容量式スイッチ。
【請求項3】
前記支持脚部は、前記押圧部が押圧された際に、前記支持脚部は上方向に膨らむように弾性変形し、その後の更なる押圧部の押圧により、中央から窪んで前記押圧部を内部に導入するように弾性変形することを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量式スイッチ。
【請求項4】
前記スプリング部は、渦巻き状のスプリングからなることを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量式スイッチ。
【請求項5】
前記平面移動部は、前記変位位置とされた際に、前記電極部に対して直接的或いは間接的に面接触することを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量式スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器へ情報を入力する入力装置等に用いられるスイッチに係り、特に、静電容量方式を用いた静電容量式スイッチに関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、パソコンに用いられるマウスのスイッチとして、特許文献１に開示されたプッシュスイッチが知られている。特許文献１では、固定接点とドーム形状をなす可動接点を対向して配置している。可動接点に接しているプランジャが押下されると、該プランジャに設けられている作用片が可動接点を押圧する。その結果、可動接点が固定接点と接し、スイッチがオンとなる。更に、作用片が変形する。このため、スイッチのストロークを大きく取れることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－４４７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、プランジャを押圧することによりドーム形状をなす可動接点を変形させる構成であるので、プランジャが押圧される方向により作用片に加わる力が変化する。このため、プランジャの押圧時における荷重特性に変動が生じ、ストローク内でのオン位置にばらつきが発生するという問題があった。
【0005】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プランジャの押圧時における荷重特性を安定化し、ストローク内でのオン位置のばらつきを抑制することが可能な静電容量式スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本願発明は、第１の電極、及び前記第１の電極とは絶縁して配置された第２の電極からなる平板形状の電極部と、導電体または誘電体で形成された平板形状の移動部材と、突起部を有し、該突起部の変位により前記移動部材と前記電極部との間の距離を変化させる押圧部材と、底面が前記押圧部材に接する筒状部と、前記筒状部から該筒状部の下方周辺に延びる脚部と、を含み、前記押圧部材よりも剛性が高い材質で形成されたプランジャと、を有し、前記移動部材は、固定部と、前記突起部の変位により前記電極部の面に対して法線方向に変位する平面移動部と、前記平面移動部と前記固定部を連結するスプリング部と、から成り、前記平面移動部は、前記突起部が変位していないときには、前記電極部に対して所定距離だけ隔てた通常位置とされ、前記突起部の変位により前記スプリング部が付勢して前記電極部に接触或いは接近した変位位置とされ、前記押圧部材は、可撓性を有しており、周囲部に形成されたベース部と、中央部に形成された押圧部と、前記押圧部と前記ベース部を連結する中空錐体形状をなす支持脚部とを備え、更に、前記押圧部の下方に形成された突起部支持面に前記突起部が取り付けられており、前記押圧部が押圧された際に、前記支持脚部が弾性変形し、且つ、前記突起部が前記平面移動部の表面に直接的または間接的に接した後には、前記突起部支持面が弾性変形して前記突起部が変位することにより前記平面移動部を前記変位位置とし、前記押圧部の押圧が解放された際に、前記支持脚部及び前記突起部支持面の弾性変形が解放されて前記突起部の変位を戻し、前記平面移動部を前記通常位置とし、前記プランジャは、前記筒状部が押圧された際に、これに連動して前記押圧部材を押圧し、前記筒状部が予め設定した閾値距離だけ押圧された際に、前記脚部が前記ベース部に接してこれ以上の押圧を阻止することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、プランジャの押圧時における荷重特性を安定化し、ストローク内でのオン位置のばらつきを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る静電容量式スイッチについて図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る静電容量式スイッチ（以下、単に「スイッチ」と略す）の構成を示す断面図である。
【0010】
図１に示すように、スイッチ１は、ラバー部材１１（押圧部材）と、プランジャ１２と、上ハウジング１３と、下ハウジング１４と、可動電極１６（移動部材）と、固定電極１７と、基板１８と、を備えている。下ハウジング１４には、スペーサ１５が設けられている。なお、符号１９は、下ハウジング１４を基板１８に固定するためのボスである。
【0011】
図２は、ラバー部材１１の断面図、図３は、ラバー部材１１を下方（図２に示す矢印Ｇの方向）から見た斜視図である。ラバー部材１１は、可撓性を有し且つ絶縁性を有する材質で構成されている。例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、などで構成されている。
【0012】
図２に示すように、ラバー部材１１は、中空円筒形状をなす押圧部１１１と、押圧部１１１の下部に形成された突起部支持面１１６と、該突起部支持面１１６の中央部に形成され円柱形状をなす中央突起部１１３と、支持脚部１１２と、ラバーベース１１５（ベース部）を備えている。ラバー部材１１は、押圧部１１１と、突起部支持面１１６と、中央突起部１１３と、支持脚部１１２と、ラバーベースが一体成形されている。
【0013】
ラバーベース１１５は、ラバー部材１１の平面視において円環形状をなしており、断面が矩形状とされている。ラバーベース１１５は、図１に示すように可動電極１６の周囲部の表面に位置してラバー部材１１全体を支持する。
【0014】
支持脚部１１２は、押圧部１１１とラバーベース１１５との間に設けられ、上部が裁断された中空錐体形状を成している。支持脚部１１２は、可撓性を有しており、ユーザの操作により押圧部１１１が上端側から下方に向けて押圧された際に弾性変形する（後述する図７参照）。このため、押圧部１１１は下方に移動し、ひいては中央突起部１１３が下方に移動する。また、ユーザによる押圧が解除されると、弾性力により元の状態に戻る。
【0015】
中央突起部１１３は、押圧部１１１の突起部支持面１１６の略中央に設けられている。中央突起部１１３は、ラバー部材１１が押圧されていない通常状態では可動電極１６（移動部材）と所定距離だけ隔てた通常位置とされている。具体的に、図１、図２に示すように、中央突起部１１３の下面と可動電極１６との間は距離ｚ２（例えば、０．１［ｍｍ］）だけ離間している。なお、中央突起部１１３は、円柱形状に限定されるものではなく、その他の形状とすることも可能である。
【0016】
突起部支持面１１６は可撓性を有しており、押圧部１１１が下方に押下されて中央突起部１１３が可動電極１６に接すると、該可動電極１６との接触による反力により、弾性変形する（後述する図８参照）。突起部支持面１１６の厚さは、例えば０．２［ｍｍ］である。
【0017】
図１に戻って、プランジャ１２は、ラバー部材１１の上方に設けられている。プランジャ１２は、筒状部１２１と、平板部１２２と、脚部１２３から構成されている。プランジャ１２は、ラバー部材１１よりも剛性が高く、且つ、絶縁性を有する材質、例えばプラスチックで構成されている。なお、プランジャ１２の上部には、例えばマウスボタンなど（図示省略）の操作スイッチが設けられる。
【0018】
筒状部１２１は、円柱形状を成しており、上面はユーザにより符号「Ｆ」の方向から押圧される面とされている。平板部１２２は、基板１８に対してほぼ平行に形成されており、該平板部１２２の下面はラバー部材１１の押圧部１１１の上面に接している。
【0019】
脚部１２３は、平板部１２２の周囲から斜め下方に向けて形成されている。即ち、脚部１２３は、筒状部１２１から該筒状部１２１の下方周辺に延びる構成とされている。
【0020】
プランジャ１２の周囲には、該プランジャ１２を保持するための上ハウジング１３及び下ハウジング１４が設けられている。
【0021】
下ハウジング１４は、基板１８に固定されている。下ハウジング１４は、筒形状を成しており、筒の中心軸が基板１８に対して垂直方向を向くように設けられている。
【0022】
上ハウジング１３は、プランジャ１２を囲むように配置されている。上ハウジング１３の上面には例えば平面視で矩形状をなす開口部１３３が形成されており、この開口部１３３にプランジャ１２の筒状部１２１がはめ込まれている。筒状部１２１が押圧されると、該筒状部１２１は、この開口部１３３に沿って上下方向に摺動する。
【0023】
上ハウジング１３の周囲部には突起１３１が形成され、下ハウジング１４の内面側には切欠１４１が形成され、突起１３１が切欠１４１に係合して、下ハウジング１４に対して上ハウジング１３が固定される。
【0024】
また、プランジャ１２が押圧されていない状態（符号「Ｆ」の方向から力が加えられてない状態）である通常状態において、上ハウジング１３の上部裏面１３２は、プランジャ１２の平板部１２２と面接触している。
【0025】
下ハウジング１４に形成されるスペーサ１５は、断面Ｌ字形状をなし、ラバー部材１１のラバーベース１１５の外周面と基板１８との間に設けられている。スペーサ１５と上ハウジング１３により、ラバーベース１１５が押さえられ、ラバー部材１１が固定されている。
【0026】
可動電極１６（移動部材；後述する図５参照）は、平板形状をなし、基板１８とほぼ平行になるようにスペーサ１５の上面に配置されている。また、可動電極１６の周囲部の上面にはラバー部材１１のラバーベース１１５が接している。下ハウジング１４にスペーサ１５が形成されていることにより、スペース２０が形成されている。即ち、可動電極１６は、スペース２０を介して基板１８に対向し、ひいては基板１８内に設けられた固定電極１７と対向している。図１に示すように、可動電極１６の裏面と、基板１８の表面との間の距離はｚ１とされている。
【0027】
可動電極１６の外周部は、スペーサ１５の表面と、ラバーベース１１５の下面により挟持されている。
【0028】
基板１８は、例えばリジッド基板である。基板１８には、平板形状の固定電極１７が形成され、更にその表面にレジストが形成されている。
【0029】
［可動電極１６、固定電極１７の構成］
次に、図４～図６を参照して可動電極１６及び固定電極１７の詳細な構成について説明する。図４は固定電極１７の平面図、図５は可動電極１６の平面図、図６は可動電極１６に固定電極１７（二点鎖線で表記）を重畳して示した平面図である。
次に、図４～図６を参照して可動電極１６及び固定電極１７の詳細な構成について説明する。図４は固定電極１７の平面図、図５は可動電極１６の平面図、図６は可動電極１６に固定電極１７（二点鎖線で表記）を重畳して示した平面図である。
【0030】
図４に示すように、固定電極１７（電極部）は、基板１８上に形成されている。基板１８は、一般的なプリント基板（リジッド基板）である。固定電極１７は、例えば銅箔などの導電体で構成され、基板１８上面はレジスト（絶縁体）で覆われた構造とされている。
【0031】
固定電極１７は、半円形状をなす２つの電極、即ち、第１の電極１７１と第２の電極１７２を有している。各電極１７１、１７２の間の電極が形成されていない領域を空間部１７３とする。即ち、第１の電極１７１と第２の電極１７２は、空間部１７３により絶縁されている。空間部１７３はレジストで構成されている。なお、第１の電極１７１、及び第２の電極１７２の形状は半円形状に限定されるものではなく、その他の形状とすることも可能である。
【0032】
第１の電極１７１及び第２の電極１７２は、それぞれ電線を経由して検出回路（図示省略）に接続されている。
【0033】
固定電極１７は、コンデンサとしての機能を有する。各電極１７１、１７２のうちの一方がドライブ側固定電極となり、他方がセンス側固定電極となっている。
【0034】
図５に示すように、可動電極１６は、ステンレスなどの金属板で形成されており、渦巻き形状をなす４つの切欠き１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄがエッチング等で形成される。各切欠き１６１ａ～１６１ｄは狭幅の円弧形状を成しており、可動電極１６の中央部を中心として、３６０°よりも若干小さい角度分だけ、それぞれ９０°ずつずれた位置に形成されている。可動電極１６は金属以外の誘電体で構成することも可能である。
【0035】
各切欠き１６１ａ～１６１ｄにより、可動電極１６にスプリング部が形成される。即ち、各切欠き１６１ａ～１６１ｄで挟まれる金属板の領域は、渦巻き状をなすスプリングの機能を有するスプリング部ｑ１となる。また、スプリング部ｑ１の外側はスペーサ１５に対して固定されている周囲領域Ｐ２とされ、スプリング部ｑ１の内側は、可動電極１６の法線方向（図中、紙面に直交する方向）に対して変位可能な中央領域Ｐ１（平面移動部）とされている。即ち、周囲領域Ｐ２と中央領域Ｐ１は、スプリング部ｑ１により連結されている。
【0036】
具体的に、可動電極１６の中央領域Ｐ１において、該可動電極１６の法線方向を向く力が加えられると、スプリング部ｑ１が付勢して、周囲領域Ｐ２（固定部）に対して中央領域Ｐ１が法線方向に変位することになる。各切欠き１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄは、同一の形状とされている。このため、スプリング部ｑ１はほぼ均等に変形し、中央領域Ｐ１は、周囲領域Ｐ２に対して平行に変位することになる。
【0037】
なお、図５では、各切欠き１６１ａ～１６１ｄは３６０°よりも若干小さい角度分だけ形成される例について示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３６０°よりも大きくてもよい。また、各切欠き１６１ａ～１６１ｄは、スプリング部を構成する形状であればよく、円弧形状でなくてもよい。
【0038】
切欠部１６１ａ～１６１ｄは、例えば、アルキメデスの螺旋状に形成され、切欠きの幅は一定とされている。従って、スプリング部ｑ１も一定の幅となる。スプリング部ｑ１は、金属板（可動電極１６）に直交する方向（法線方向）の変動に対して、水平方向（金属板に平行な方向）の変動幅が少ないため、耐久性が高い。可動電極１６は、導電体または誘電体で形成された移動部材としての機能を備えている。
【0039】
なお、切欠部１６１ａ～１６１ｄは同一の幅でなくてもよい。例えば、外側の起点を太くし、終点に向けて徐々に細くなっても良いし、またこれとは反対に外側の起点を細くし、終点に向けて徐々に太くなっても良い。スプリング部ｑ１により中央領域Ｐ１が上下方向（図５の紙面に直交する方向）に移動可能であればよい。切欠部１６１ａ～１６１ｄの形状は、種々の形状とすることができ、例えば、一定の幅で波打つ形状に形成されてもよい。また、切欠部は４つであることに限定されず、３つ、或いは５つ以上とすることができる。
【0040】
スプリング部ｑ１が形成されることにより、可動電極１６の法線方向（図５の紙面に直交する方向）に中央領域Ｐ１を押圧すると、中央領域Ｐ１は法線方向に移動し、スプリング部ｑ１は付勢される。つまり、中央領域Ｐ１を法線方向に押圧するとスプリング部ｑ１は付勢され、押圧を解除すると中央領域Ｐ１は元の位置に戻る。
【0041】
図６は、可動電極１６に固定電極１７を重畳して示す説明である。図６に示すように、可動電極１６の中央領域Ｐ１（図５参照）が法線方向に変位すると、この中央領域Ｐ１は、固定電極１７の空間部１７３に接近することになり、第１の電極１７１と第２の電極１７２との間の静電容量を変化させることができる。また、固定電極１７を構成する第１の電極１７１と第２の電極１７２は、平面視した際に、スプリング部ｑ１の内側である中央領域Ｐ１とほぼ重なっている。従って、中央領域Ｐ１が変位した際に、第１の電極１７１と第２の電極１７２との間の静電容量を安定的に変化させることが可能である。
【0042】
［本実施形態の作用の説明］
次に、本実施形態に係るスイッチ１の作用について説明する。図７～図９は、図１に示した状態（通常状態）において、符号「Ｆ」に示す方向からプランジャ１２を押圧したときの動作を示す断面図である。即ち、プランジャ１２を押圧することにより、図１に示す通常状態から、図７、図８、図９の順に変化することを示している。
次に、本実施形態に係るスイッチ１の作用について説明する。図７～図９は、図１に示した状態（通常状態）において、符号「Ｆ」に示す方向からプランジャ１２を押圧したときの動作を示す断面図である。即ち、プランジャ１２を押圧することにより、図１に示す通常状態から、図７、図８、図９の順に変化することを示している。
【0043】
プランジャ１２が押圧されるとこれに伴って押圧部１１１（図２参照）が下方に変位する。この際、図７に示すように支持脚部１１２が弾性変形して、中央突起部１１３が下方に変位する。その結果、中央突起部１１３の底面が可動電極１６の表面に接する。この状態において、可動電極１６は変位していない。この際、上ハウジング１３の上部裏面１３２と、プランジャ１２の平板部１２２との間に距離ｘ１の隙間が生じることになる。距離ｘ１は、図１、図２に示した距離ｚ２に等しい。
【0044】
図７に示した状態から、更にプランジャ１２が押圧されると、更に中央突起部１１３が下方に変位する。この際、中央突起部１１３は、スプリング部ｑ１の付勢力に抗して下方に変位する。このため、図８に示すように可動電極１６の中央領域Ｐ１が下方に変位すると共に、スプリング部ｑ１（図５参照）の付勢力により突起部支持面１１６が上方に向けて弾性変形する。
【0045】
即ち、ラバー部材１１においては、支持脚部１１２が下方に向けて弾性変形し、且つ、突起部支持面１１６が上方に向けて弾性変形し、これらの弾性変形により作用する力とスプリング部ｑ１による付勢力がバランスしながら、中央領域Ｐ１が下方に変位することになる。
【0046】
その後、図８に示すように、可動電極１６の中央領域Ｐ１が基板１８の表面に接すると、中央領域Ｐ１はこれ以上の変位が抑止される。即ち、中央突起部１１３の変位によりスプリング部ｑ１が付勢して、中央領域Ｐ１（平面移動部）が固定電極１７（電極部）に接触或いは接近した変位位置となるまで中央領域Ｐ１が変位する。つまり、中央領域Ｐ１が変位位置とされた際には、該中央領域Ｐ１は固定電極１７に対して、直接的或いは間接的に面接触する。
【0047】
その後のプランジャ１２の押圧による変位量は、全て支持脚部１１２及び突起部支持面１１６の弾性変形による変位量となる。この際、上ハウジング１３の上部裏面１３２と、プランジャ１２の平板部１２２との隙間は距離ｘ２に変化する。
【0048】
また、中央領域Ｐ１が基板１８の表面に接することにより、第１の電極１７１と第２の電極１７２との間の静電容量が変化する。即ち、通常状態における静電容量Ｃ１から、プランジャ１２の押圧時における静電容量Ｃ２に変化する。検出回路（図示省略）は、この静電容量の変化に起因する電圧或いは電流特定の変化を検出して、プランジャ１２が押圧されたか否かを判定する。ひいては、スイッチ操作が行われたか否かを判定する。検出回路については、周知の技術を採用することができるので、詳細な説明を省略する。
【0049】
その後、更にプランジャ１２が押圧されると、図９に示すように脚部１２３の下部がラバーベース１１５に接する。即ち、図８では脚部１２３の下部とラバーベース１１５との間に若干の隙間が生じているが、図９では脚部１２３の下部がラバーベース１１５に接している。上述したように、プランジャ１２（脚部１２３）は、プラスチック等の剛性を有する材質で形成されているので、これ以上のプランジャ１２の押圧が阻止される。この際、上ハウジング１３の上部裏面１３２と、プランジャ１２の平板部１２２との隙間は距離ｘ３となる。即ち、プランジャ１２を押圧することにより、図１、図７、図８、図９に示す順にラバー部材１１及び可動電極１６を作動させて、スイッチ操作を行うことが可能となる。
【0050】
次に、プランジャ１２が押圧されたときの、該プランジャ１２に作用する荷重、可動電極１６に作用する荷重、及び突起部支持面１１６に作用する荷重の変化について説明する。図１０は、プランジャ１２のストロークと該プランジャに作用する荷重との関係（曲線Ｑ１）、可動電極１６の変位と該可動電極１６に作用する荷重との関係（曲線Ｑ２）、ラバー部材１１の突起部支持面１１６の変位と該突起部支持面１１６に作用する荷重の関係（曲線Ｑ３）を示すグラフである。
【0051】
図１に示すプランジャ１２の筒状部１２１を押圧すると、ラバー部材１１の押圧部１１１が押圧され、支持脚部１１２が弾性変形する（図１から図７への変化）。このため、プランジャ１２に作用する荷重は曲線Ｑ１に示すように、変位ゼロの点ｔ１から変位量が増加するにつれて（図中、横軸方向に進むにつれて）徐々に上昇する。
【0052】
この間のラバー部材１１の中央突起部１１３の移動量（変位）は、図１に示すｚ２（或いは図７に示すｘ１）である。ｚ２は例えば０．１［ｍｍ］である。ラバー部材１１が押圧されることにより、支持脚部１１２が、断面視で膨らむように変形する（図７参照）。
【0053】
プランジャ１２の変位が、中央突起部１１３の下面から可動電極１６の表面までの距離ｚ２（例えば、ｚ２＝０．１［ｍｍ］）となる点ｔ２に達すると、中央突起部１１３の下面が可動電極１６の表面に接する（図７の状態）。この状態で更にプランジャ１２を押圧すると、中央突起部１１３が可動電極１６を下方に向けて押圧する。
【0054】
前述したように、可動電極１６はスプリング部ｑ１により付勢されるので、可動電極１６の中央領域Ｐ１に加わる荷重は曲線Ｑ２に示すように徐々に増加する。これと同時に、スプリング部ｑ１の付勢力により、プランジャ１２を押圧する方向に対して反対となる方向（即ち、上方向）に向けて、ラバー部材１１の突起部支持面１１６が弾性変形し始める。突起部支持面１１６は、その厚さが例えば、０．２［ｍｍ］とされ、前述した支持脚部１１２の厚さ（例えば、０．３［ｍｍ］）よりも薄いので、スプリング部ｑ１の付勢力により、突起部支持面１１６が弾性変形する。即ち、支持脚部１１２の初期曲げ剛性は、突起部支持面１１６の初期曲げ剛性よりも大きい。従って、突起部支持面１１６が先に弾性変形する。
【0055】
一方、プランジャ１２が更に押圧され変位量が点ｔ３に達すると、支持脚部１１２が中央から窪んで、ラバー部材１１の押圧部１１１を中空錐体形状をなす支持脚部１１２の内部に導入するように、支持脚部１１２が弾性変形する。このとき、プランジャ１２に加わる荷重は増加傾向から減少傾向に転じる。このため、曲線Ｑ１は点ｔ３において極大となっている。
【0056】
スイッチ１を操作するときのクリック感は、このラバー部材１１の挙動によるものである。即ち、支持脚部１１２が弾性変形することにより、該支持脚部１１２の中央が窪んで、押圧部１１１が支持脚部１１２の内部に導入するように変形することにより、クリック感が感じられる。このため、図１０の点ｔ３において、操作者はスイッチ１を操作する際のクリック感を感じることができる。なお、中央突起部１１３は、例えば直径が８［ｍｍ］程度に形成されているので、可動電極１６の押圧時には、ほとんど変形しない。
【0057】
可動電極１６の中央領域Ｐ１の変位量が図１に示す距離ｚ１に達すると、中央領域Ｐ１は基板１８の表面に接する。即ち、図１０に示す点ｔ４において中央領域Ｐ１は基板１８の表面（レジスト部）に接するので、中央領域Ｐ１はこれ以上の変位が抑止され、中央領域Ｐ１に加わる荷重は一定値となる（図８参照）。
【0058】
前述したように、可動電極１６の裏面と基板１８の表面との間の距離ｚ１（図１参照）は例えば０．３［ｍｍ］であり、中央突起部１１３の下面から可動電極１６の表面までの距離ｚ２は例えば０．１［ｍｍ］である。また、突起部支持面１１６が弾性変形することにより、中央突起部１１３は例えば０．２［ｍｍ］だけ上方に変位する。このため、プランジャの変位量が０．６［ｍｍ］（０．３＋０．１＋０．２［ｍｍ］）となったときに、即ち、図１０に示す点ｔ４において可動電極１６の中央領域Ｐ１が基板１８の表面に接する。
【0059】
その後更にプランジャ１２が押圧されると、突起部支持面１１６及び支持脚部１１２がより一層変形する。プランジャ１２は、変位量が点ｔ５、例えば０．８６［ｍｍ］に達するまで変位し、プランジャ１２の脚部１２３の下面と、ラバーベース１１５の上面が接する（図９参照）。なお、ラバーベース１１５は、シリコンゴム等の弾性体から成っているため、プランジャ１２の脚部１２３はラバーベース１１５の表面から若干沈み込む。その沈み込み変位量は例えば０．１５［ｍｍ］である。その後、プランジャ１２に加わる荷重が急激に増大し、オーバーストロークが発生する。
【0060】
即ち、プランジャ１２の筒状部１２１が押圧された際に、これに連動してラバー部材１１（押圧部材）を押圧し、筒状部１２１が予め設定した閾値距離（点ｔ５までの距離）だけ押圧された際に、脚部１２３がラバーベース１１５（ベース部）に接してこれ以上の押圧を阻止する。
【0061】
前述したように、プランジャ１２におけるオーバーストロークが発生するタイミングは、プランジャ１２の脚部１２３の下面がラバーベース１１５の上面に接触するときであるため、ほとんどずれない。即ち、プランジャ１２のストローク距離はほぼ一定であり、ばらつきが生じない。
【0062】
その後、プランジャ１２の押圧が解放されると、下方に変位したプランジャ１２はラバー部材１１の反力により初期位置に戻される。即ち、図１に示した通常状態に戻される。こうして、プランジャ１２の押圧時における荷重特性を安定化し、ストローク内でのオン位置のばらつきを抑制することができるのである。
【0063】
［本実施形態の効果の説明］
このようにして、本実施形態に係る静電容量式スイッチ１では、以下に示す効果を達成することができる。
（１）
プランジャ１２を押圧すると、ラバー部材１１に形成された支持脚部１１２、及び突起部支持面１１６の２箇所が弾性変形する。このため、プランジャ１２を操作する際のストローク距離を長くとることができ、入力感触を良好にすることが可能となる。また、支持脚部１１２が弾性変形することにより、クリック感を得ることが可能となる。
（２）
プランジャ１２を押圧すると支持脚部１１２が弾性変形し、更に一定の変位量に達すると（例えば、図１０の点ｔ３）、支持脚部１１２が中央から窪んで、ラバー部材１１の押圧部１１１を中空錐体形状をなす支持脚部１１２の内部に導入するように、支持脚部１１２が弾性変形する。このとき、プランジャ１２に加わる荷重が増加傾向から減少傾向に転じる。その結果ユーザは、より明確にクリック感を感じることが可能となる。
（３）
プランジャ１２はプラスチック等の剛性を有する材質で形成され、該プランジャ１２の押圧時には上ハウジング１３に形成された開口部１３３に沿って、脚部１２３の下面がラバーベース１１５の上面に接するまでストローク動作するので、オン位置のばらつきを抑制することが可能となる。
（４）
スプリング部ｑ１が渦巻き状のスプリングとしているので、中央領域Ｐ１を安定的に付勢させることができる。
（５）
可動電極の移動部が固定電極に対して面接触するので、第１の電極１７１と第２の電極１７２との間の静電容量を急峻に変化させることができる。このため、オン位置のばらつきを抑制することが可能となる。このため、スイッチの連打入力が可能となる。
（６）
静電容量式のスイッチのためチャタリング等の接触不具合がなく、耐久性に優れ、長寿命化を図ることが可能となる。
（７）
ラバー部材１１に形成される中央突起部１１３の下面と可動電極１６の中央領域Ｐ１が面接触するので、摩耗が低減し耐久性を向上させることができる。また、従来のコニカルスプリング方式の静電容量型スイッチではできなかった薄型化が可能となる。
（８）
ラバー部材１１の形状と、可動電極１６の形状との組み合わせを任意に設定することにより、プランジャ１２の押圧によるオン位置をユーザの好みに合わせて選択することが可能となる。
（９）
プランジャ１２の筒状部１２１が、上ハウジング１３の開口部１３３に沿って上下方向に摺動するので、プランジャ１２が斜め方向から押圧される場合であっても、荷重特性にばらつきが生じてオン位置が変動することを回避することができる。
このようにして、本実施形態に係る静電容量式スイッチ１では、以下に示す効果を達成することができる。
（１）
プランジャ１２を押圧すると、ラバー部材１１に形成された支持脚部１１２、及び突起部支持面１１６の２箇所が弾性変形する。このため、プランジャ１２を操作する際のストローク距離を長くとることができ、入力感触を良好にすることが可能となる。また、支持脚部１１２が弾性変形することにより、クリック感を得ることが可能となる。
（２）
プランジャ１２を押圧すると支持脚部１１２が弾性変形し、更に一定の変位量に達すると（例えば、図１０の点ｔ３）、支持脚部１１２が中央から窪んで、ラバー部材１１の押圧部１１１を中空錐体形状をなす支持脚部１１２の内部に導入するように、支持脚部１１２が弾性変形する。このとき、プランジャ１２に加わる荷重が増加傾向から減少傾向に転じる。その結果ユーザは、より明確にクリック感を感じることが可能となる。
（３）
プランジャ１２はプラスチック等の剛性を有する材質で形成され、該プランジャ１２の押圧時には上ハウジング１３に形成された開口部１３３に沿って、脚部１２３の下面がラバーベース１１５の上面に接するまでストローク動作するので、オン位置のばらつきを抑制することが可能となる。
（４）
スプリング部ｑ１が渦巻き状のスプリングとしているので、中央領域Ｐ１を安定的に付勢させることができる。
（５）
可動電極の移動部が固定電極に対して面接触するので、第１の電極１７１と第２の電極１７２との間の静電容量を急峻に変化させることができる。このため、オン位置のばらつきを抑制することが可能となる。このため、スイッチの連打入力が可能となる。
（６）
静電容量式のスイッチのためチャタリング等の接触不具合がなく、耐久性に優れ、長寿命化を図ることが可能となる。
（７）
ラバー部材１１に形成される中央突起部１１３の下面と可動電極１６の中央領域Ｐ１が面接触するので、摩耗が低減し耐久性を向上させることができる。また、従来のコニカルスプリング方式の静電容量型スイッチではできなかった薄型化が可能となる。
（８）
ラバー部材１１の形状と、可動電極１６の形状との組み合わせを任意に設定することにより、プランジャ１２の押圧によるオン位置をユーザの好みに合わせて選択することが可能となる。
（９）
プランジャ１２の筒状部１２１が、上ハウジング１３の開口部１３３に沿って上下方向に摺動するので、プランジャ１２が斜め方向から押圧される場合であっても、荷重特性にばらつきが生じてオン位置が変動することを回避することができる。
【0064】
以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【0065】
１ 静電容量式スイッチ
１１ ラバー部材（押圧部材）
１２ プランジャ
１３ 上ハウジング
１４ 下ハウジング
１５ スペーサ
１６ 可動電極（移動部材）
１７ 固定電極（電極部）
１８ 基板
１９ ボス
２０ スペース
１１１ 押圧部
１１２ 支持脚部
１１３ 中央突起部（突起部）
１１５ ラバーベース（ベース部）
１１６ 突起部支持面
１２１ 筒状部
１２２ 平板部
１２３ 脚部
１３１ 突起
１３２ 上部裏面
１３３ 開口部
１４１ 切欠
１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ 切欠部
１７１ 第１の電極
１７２ 第２の電極
１７３ 空間部
Ｐ１ 中央領域（平面移動部）
Ｐ２ 周囲領域（固定部）
ｑ１ スプリング部
１１ ラバー部材（押圧部材）
１２ プランジャ
１３ 上ハウジング
１４ 下ハウジング
１５ スペーサ
１６ 可動電極（移動部材）
１７ 固定電極（電極部）
１８ 基板
１９ ボス
２０ スペース
１１１ 押圧部
１１２ 支持脚部
１１３ 中央突起部（突起部）
１１５ ラバーベース（ベース部）
１１６ 突起部支持面
１２１ 筒状部
１２２ 平板部
１２３ 脚部
１３１ 突起
１３２ 上部裏面
１３３ 開口部
１４１ 切欠
１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ 切欠部
１７１ 第１の電極
１７２ 第２の電極
１７３ 空間部
Ｐ１ 中央領域（平面移動部）
Ｐ２ 周囲領域（固定部）
ｑ１ スプリング部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】