(57)【要約】【課題】押圧操作により動作するスイッチにおいて、特にスイッチの全高が低いスイッチにおいても、外形を大きくすることなく大きな動作ストロークで且つステムの隅部での押圧による過度の摺動摩擦を抑え円滑な動作が可能である押圧スイッチを提供する。【解決手段】ケース１０に、スイッチ機構部を配置する第一開口部１１、第一開口部１１の周囲に第二開口部１２を設け、更に第一開口部１１と第二開口部１２との間には、ステム４０に形成された第三開口部４８に対向する位置に複数の凸状の補助摺動リブ２３が立設され、初期状態において摺動突出部４２と補助摺動リブ２３は立設方向に対して垂直方向に重なる部分を有し、天面４１の隅部に押圧力が加わった際にも動作開始と同時に摺動突出部４２と補助摺動リブ２３とが摺動することにより、補助摺動リブ２３の高さの分長い動作ストロークを確保しながら摩擦力の影響が軽減された円滑な押圧動作が可能となる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央電極と該中央電極の外側に位置するサイド電極が形成された底面を有する第一開口部と、
該第一開口部の周囲に位置する複数の第二開口部とを有するケースと、
前記中央電極と前記サイド電極との電気的導通の切り換えを行なうスイッチ機構と、
前記第一開口部を覆う天面と、該天面からほぼ垂直に第二開口部へ摺動可能に立設された複数の摺動突出部とを有するステムと、からなる押圧スイッチであり、
前記摺動突出部の基端の前記第一開口部側には、前記摺動突出部の前記第一開口部側の突出部摺動面と連続する側面を有する第三開口部が形成され、
前記第一開口部と前記第二開口部との間には前記底面と段差を有して形成されたストッパー底面が形成され、
該ストッパー底面からは前記第三開口部に対向する位置に複数の凸状の補助摺動リブが立設され、
該補助摺動リブの前記第二開口部側の側面は、前記第二開口部の前記第一開口部側の側面と同一面であり、
前記ステムに外部からの力が加わらない状態において前記摺動突出部と前記補助摺動リブは前記立設方向に対して垂直方向に重なる部分を有し、前記ステムが外部からの力により押圧されることにより、前記スイッチ機構がＯＮ状態となり、前記補助摺動リブが前記第三開口部に遊嵌されることを特徴とする押圧スイッチ。
【請求項２】
前記スイッチ機構は、前記サイド電極に載置される外環部と該外環部から延出し前記中央電極に離間して位置する舌片部を有する導電性の薄板金属からなる接触子と、前記外環部に載置される底辺側基部と、前記舌片部に離間し且つ前記中央電極に向けて突起部を有する頂上基部とが傾斜部によって連続した弾性体と、からなる請求項１に記載の押圧スイッチ。
【請求項３】
前記天面は略正方形状であり、前記摺動突出部および前記第三開口部は前記天面の四箇所の隅に立設され、前記ケースは略立方形状であり、前記補助摺動リブおよび前記第二開口部は前記ケースの四箇所の隅に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の押圧スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、押圧動作により動作するスイッチに関するものであり、特にスイッチの全高が低いをスイッチにおいても大きな動作ストロークでスムーズに適切な荷重で押圧しスイッチ動作させることが可能であるスイッチ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  図８は従来の押圧スイッチ１００の断面を示したものである。従来の押圧スイッチ１００はケース１０１、接触子１０２、弾性体１０３、ステム１０４からなる。ケース１０１は一方が開口し、開口部底面にはほぼ中央に導電性金属の端子が露出した中央電極と、該中央電極の周囲に配置された導電性金属の端子が露出したサイド電極とが一体成形された第一開口部１０５が形成され、各端子の一端は押圧スイッチ１００が実装される基板（図示せず）にはんだ付け等で接続される。さらに第一開口部１０５の周囲には複数の第二開口部１０６が押圧方向に開口され、後述するステム１０４の摺動突出部１０７が摺動することとなる。【０００３】  ケース１０１の第一開口部には、円環の内側に中央方向に延出した舌片を有する導電性の薄板金属からなる接触子１０２が組み入れられ、接触子１０２の円環部がサイド電極に載置され、中央部の舌片部先端は中央電極に離間することとなる。この接触子１０２の上には略円錐形状のラバー等の弾性絶縁材料からなる弾性体１０３が、弾性体の環状底辺を接触子の円環に載置して配置される。さらにその上から第一開口部および第二開口部を覆う平面状の天面と、天面からほぼ垂直に突出し、第二開口部に挿入され摺動可能な摺動突出部１０７と、ケースの係止部に係止される天面の縁部から突出した係止片とを有するステムが、係止片をケースに係合することにより組み入れられ押圧スイッチ１００が組み立てられる。【０００４】  こうして組立てられた押圧スイッチ１００は、ステム１０４の天面を押圧することにより、略円錐形状の弾性体の頂部が押圧され頂部の内側に形成された開口部の底面方向に突出した凸部が接触子１０２の舌片を押圧して中央電極に接触することとなり、これによって中央電極とサイド電極とが接触子を介して電気的に導通し、スイッチがＯＮ状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、近年、この種の押圧スイッチ１００は小型化に伴いスイッチの高さをより低くすることが求められ、これによって摺動突出部１０７と第二開口部１０６との摺動可能範囲によって決定される押圧した際にステム１０４が上下方向に動く距離である動作ストロークが小さくなり、弾性体１０３を用いた押圧スイッチの特色である大きな動作ストロークを得ることが困難となっていた。【０００７】  本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、押圧スイッチにおいて全高が低くなった場合にも摺動突出部１０７と第二開口部１０６との摺動、および大きな動作ストロークを確保し押圧する操作に対してステムの上下方向へのスムーズな動作およびスイッチの切り換えが得られるスイッチ構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】この従来の問題を解決するために、請求項１記載の押圧スイッチは、中央電極と該中央電極の外側に位置するサイド電極が形成された底面を有する第一開口部と、該第一開口部の周囲に位置する複数の第二開口部とを有するケースと、前記中央電極と前記サイド電極との電気的導通の切り換えを行なうスイッチ機構と、前記第一開口部を覆う天面と、該天面からほぼ垂直に第二開口部へ摺動可能に立設された複数の摺動突出部とを有するステムと、からなる押圧スイッチであり、前記摺動突出部の基端の前記第一開口部側には、前記摺動突出部の前記第一開口部側の突出部摺動面と連続する側面を有する第三開口部が形成され、前記第一開口部と前記第二開口部との間には前記底面と段差を有して形成されたストッパー底面が形成され、該ストッパー底面からは前記第三開口部に対向する位置に複数の凸状の補助摺動リブが立設され、該補助摺動リブの前記第二開口部側の側面は、前記第二開口部の前記第一開口部側の側面と同一面であり、前記ステムに外部からの力が加わらない状態において前記摺動突出部と前記補助摺動リブは前記立設方向に対して垂直方向に重なる部分を有し、前記ステムが外部からの力により押圧されることにより、前記スイッチ機構がＯＮ状態となり、前記補助摺動リブが前記第三開口部に遊嵌されることを特徴とするものである。【０００９】  請求項２記載のスイッチは、請求項１の構成に加え、前記スイッチ機構は、前記サイド電極に載置される外環部と該外環部から延出し前記中央電極に離間して位置する舌片部を有する導電性の薄板金属からなる接触子と、前記外環部に載置される底辺側基部と、前記舌片部に離間し且つ前記中央電極に向けて突起部を有する頂上基部とが傾斜部によって連続した弾性体と、からなることを特徴とするものである。【００１０】  請求項３記載のスイッチは、請求項１又は請求項２の構成に加え、前記天面は略正方形状であり、前記摺動突出部および前記第三開口部は前記天面の四箇所の隅に立設され、前記ケースは略立方形状であり、前記補助摺動リブおよび前記第二開口部は前記ケースの四箇所の隅に形成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】  請求項１の発明によると、ケースのストッパー底面に補助摺動リブが設けられていることにより、押圧方向にステムの摺動突出部と摺動可能となる範囲が最大において補助摺動リブの立設方向の長さ分、大きくなることとなり、これによってステムが上下方向に移動可能となる長さ、つまり動作ストロークを補助摺動リブを設けない従来の押圧スイッチと比較してより大きく設定することが可能となる。また、ステムには補助摺動リブを遊嵌する第三開口部を設けたことにより従来の押圧スイッチと同じ外形形状を維持することが可能である。【００１２】  請求項２の発明によると、スイッチ機構部が導電性の薄板金属からなる接触子と、弾性体とから構成されているため、スイッチの荷重特性が弾性体によって決定され、中央電極とサイド電極との導通が導電性金属からなる接触子によって行われるため、荷重特性にバリエーションをもたせることが可能であり、且つ確実な接触を可能とし大きな動作ストロークで安定したスイッチの切り換えが行なえることとなる。【００１３】  請求項３の発明によると、摺動突出部および第三開口部が略四角形状の天面の四箇所の隅に立設され、補助摺動リブおよび第二開口部が略立方形状のケースの四箇所の隅に形成されていることにより、外部からの押圧力が天面の隅に加わった際にもステムとケースとの摺動は押圧力が作用する位置のほぼ直下で行なわれることとなり、これによって大きな動作ストロークの初期動作においても大きな摺動摩擦力を伴うことなくスムーズな動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る押圧スイッチの斜視図
【図２】本発明に係る押圧スイッチの分解斜視図
【図３】本発明に係る押圧スイッチのステムの摺動突出部側の斜視図
【図４】本発明に係る押圧スイッチのケースの斜視図
【図５】図１のＡ−Ａ線における断面図
【図６】図１のＢ−Ｂ線における断面図
【図７】図１のＢ−Ｂ線における一部断面による動作状態図
【図８】従来の押圧スイッチの構造断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図７は本発明の実施の形態を示したものであり、図１は本発明に係る押圧スイッチの斜視図、図２は本発明に係る押圧スイッチの分解斜視図、図３は本発明に係る押圧スイッチのステムの摺動突出部側の斜視図、図４は本発明に係る押圧スイッチのケースの斜視図、図５は図１のＡ−Ａ線における断面図、図６は図１のＢ−Ｂ線における断面図、図７は図１のＢ−Ｂ線における一部断面による動作状態図、図８は従来の押圧スイッチの構造断面図である。押圧スイッチ０１は、中央電極１３およびサイド電極１４を一体成形したケース１０、接触子５０、弾性体３０、ステム４０からなる。
【００１６】  ケース１０は絶縁材料からなる略立方体であり、ほぼ中央に導電性金属からなり表面を露出させた中央電極１３を配置し中央電極１３の周囲には同じく導電性金属からなる複数のサイド電極１４を配置した底面１５を有する一方側に開口した略円筒状の第一開口部１１が形成され、
第一開口部１１の周囲には中央電極１３を中心として略立方形状であるケース１０の四隅にほぼ９０度の角度毎に対称に配置された四つの第二開口部１２が形成されており、第一開口部１１と第二開口部１２は底面１５より一段高い段差を有するストッパー壁１７により区画され、
ストッパー壁１７の上面である底面１５より一段高く形成されたストッパー底面２２には凸状のリブ形状である補助摺動リブ２３が立設されており、補助摺動リブ２３の第二開口部１２側の側面は、第二開口部１２の第一開口部１１側に位置し第一開口部１１の内側側面に対向する湾曲状の対向側面１６と同一面で形成されている。なお、対向側面１６の補助摺動リブ２３の側面となる部分を補助対向側面２４とし、対向側面１６の第二開口部の側面となる部分、要はストッパー底面２２より下方向の側面となる部分を第二開口対向側面２５とする。
また、第二開口部１２は、略立方形状のケース外形を形成しているケース外壁の四つの隅部に位置しほぼ９０度の角度を有して形成された外壁側面１９、底面、および第二開口対向側面２５とによって形成されており、平面方向からの矢視は図５に示すように対向側面１６を底辺とする略二等辺三角形状にあらわれることとなる。また、ケース１０の一対の外壁にはステム４０から延出した係止片４３が係止されることとなる凹部２０が形成されている。
【００１７】  接触子５０は薄板状の導電性金属からなり、環状の外環部５１と、外環部５１の内側縁から中央部分に向けて外環部５１に対して厚み方向に一定角度を有して延出した舌片部５２とからなり、舌片部５２の先端５３は円板状に形成され外環部５１のほぼ中央部に位置して形成されたものである。
【００１８】  弾性体３０は絶縁材料であるラバーからなる内側が中空の略円錐形状に形成されており、底辺側にはほぼ垂直に切り立ち、円錐のテーパー部よりも厚く形成された底辺側基部３１を有し、そして頂上部にも厚く形成された頂上基部３２が形成され、頂上部より中空な内部に向かって押圧突起部３４が突出している。
【００１９】  ステム４０は絶縁材料からなりケース１０の第一開口部１１および第二開口部１２を覆う略正方形状の天面４１と天面４１の四箇所の隅から延出する四個の摺動突出部４２とからなる。摺動突出部４２は、第二開口部１２に挿入され摺動可能であり、水平方向の断面は略二等辺三角形状に形成されており、後述する組み立てにより、摺動突出部４２が第二開口部１２に挿入された際には、前記二等辺三角形の底辺となりケース１０の対向側面１６に対向する突出部摺動面４４と対向側面１６とのクリアランス、および前記二等辺三角形のその他の二辺となりケース１０の外側側面１９に対向する突出部外側壁４６と外壁側面１９とのクリアランスは、０．０３ｍｍから０．１０ｍｍの範囲で各々一定に設定されている。
また、各々の摺動突出部４２の基端には補助摺動リブ２３を遊嵌可能とする形状で開口した第三開口部４８が形成され、第三開口部４８の一つの側面は突出部摺動面４４と同一面で連続して形成されている。
【００２０】  そして、以上の部品を用いて以下のように組み立てることにより押圧スイッチ０１は完成する。まず、ケース１０の第一開口部１１に接触子５０を組み入れる。この際、接触子５０の外環部５１がサイド電極１４に載置され、且つ舌片部５２の先端５３が中央電極１３に離間するよう位置される。そして、この接触子５０の外環部５１に弾性体３０が底辺側基部３１を載置して組み入れられ、これによって弾性体３０の押圧突起部３４が接触子５０の先端５３に離間して位置することとなる。
【００２１】  このように第一開口部１１に接触子５０と弾性体３０を入れた状態で最後にステム４０を組み込む。ステム４０の四箇所の摺動突出部４２を第二開口部１２に挿入させ、ステム４０の係止片４３をケース１０の凹部２０に係止させることによって組立は完了し、第一開口部１１と第二開口部１２とがステム４０の天面４１で覆われ、さらに天面４１が弾性体３０の頂上基部３２を僅かに押圧した状態で押圧スイッチの初期状態となる。
【００２２】  この初期状態から押圧スイッチ０１は、まずステム４０の天面４１のほぼ中央を押圧されることにより天面４１は傾くことなくほぼ水平に移動し、弾性体３０の頂上基部３２が押圧され、押圧突起部３４が接触子５０の先端５３に接触し、更なる押圧操作を受けて先端５３が中央電極１３に接触することとなり、これによって中央電極１３とサイド電極１４が接触子５０を介して導通し、押圧スイッチがＯＮ状態となる。そして、この押圧動作の過程において弾性体３０が円錐形状であることから、ある一定の押圧ストロークにおいて円錐形状が略反転され、これによってクリック感を伴った押圧操作がなされることとなる。
【００２３】  このようにステム４０の天面４１のほぼ中央を押圧した場合には、天面４１が傾くことなく移動し押圧した距離の分だけ弾性体３０の頂上基部３２が移動するのは当然のことであるが、押圧スイッチ０１においてはステム４０の天面４１の隅を押圧した際においても、大きな動作ストロークにもかかわらず天面４１の傾きをできる限り小さくし、天面４１の中央を押圧した場合の動作状態により近づけることが可能であるので、以下にその動作を説明する。
【００２４】  押圧操作する位置をステム４０の天面４１における中央ではなく、角部に近い隅とした場合、天面４１は隅を押圧されることにより傾き始める。これによって天面４１の隅から垂直に延出した摺動突出部４２も傾き始めるが、補助摺動リブ２３が立設されていることにより、動作の初期段階において、押圧位置に最も近い位置にある摺動突出部４２の突出部摺動面４４の最下部４７が補助摺動リブ２３の補助対向側面２４に当接し、摺動突出部４２の突出部外側壁４６が第二開口部１２の外壁側面１９の開口入口に位置する外壁角部２６に当接することにより、天面４１の傾きは僅かな一定角度で抑制され、これと同時に動作の初期段階において押圧位置のほぼ直下で摺動突出部４２が第二開口部１２と摺動することとなり、最下部４７と外壁角部２６において、摺動突出部４２と第二開口部１２との間で生じる押圧力に対して垂直な水平方向に働く力が小さな状態、つまり、摺動突出部４２と第二開口部１２との間の摩擦力が小さく保たれた状態で摺動動作が開始されることとなる。
【００２５】  よって天面４１の隅を押圧操作した際にも、押圧初期状態における天面４１の傾きはあるものの、摺動突出部４２と第二開口部１２との摺動が摩擦力により妨げられることは少なくなり、摺動突出部４２が第二開口部１２の中を円滑に摺動することとなる。そして、その後押圧操作が続けられることにより序々に摺動突出部４２と第二開口部１２とが重なり合う距離、つまり摺動距離が長くなり、これによって序々に天面４１の傾きも小さくなり、接触子５０の先端５３が中央電極１３に接触する際には、天面４１の中央部を押圧した際の動作状態とほぼ同じ動作状態となり押圧スイッチ０１がＯＮ状態となる。そして更にステム４０が押圧方向に一定距離動作したところで天面４１の裏面に天面から一定高さで形成されたストッパー天面４９に、ストッパー底面２２が当接することとなり、これによって押圧動作が完了することとなる。なお、ステム４０の初期位置から押圧動作完了までの押圧方向の移動距離が押圧スイッチ０１の動作ストロークＬ２となる。
【００２６】  このように押圧スイッチ０１は、補助摺動リブ２３がケース１０に形成されることにより押圧動作の初期において摺動突出部４２が補助摺動リブ２３に当接し摺動することとなり、これによって補助摺動リブ２３が設けられない形状と比較して最大で補助摺動リブ２３の立設方向の長さ分の動作ストロークＬ１を更に設けることが可能となり、また補助摺動リブ、第二開口部１２をケース１０の四隅に、摺動突出部４２、第三開口部４８をステム４０の四隅に設けたことにより、天面４１の隅が押圧された場合であっても、ステム４０とケース１０との摺動が押圧力が作用するほぼ直下の摺動突出部４２、補助摺動リブ２３、第二開口部１２で行なわれることにより、摺動摩擦が小さくスムーズなスイッチ動作が可能となる。そして、補助摺動リブ２３を遊嵌する第三開口部４８を設けたことによりスイッチ０１の高さを大きくすることなく動作ストロークを大きくすることが可能となり、補助摺動リブ２３、第二開口部１２、摺動突出部４２、第三開口部４８による摺動機構が、弾性体３０、接触子５０等からなるスイッチ機構と干渉することのない四隅に設けられているため、ステム４０等の強度を下げることなく、スイッチ０１の平面方向の形状も大きくする必要もなく、前述の高さ方向と合わせて、スイッチの全体形状を大きくする必要なく、スムーズな摺動動作が可能な大きな動作ストロークＬ２を設定することが可能となる。更に、摺動突出部４２の立設方向の長さを大きくすることにより天面４１の隅を押圧した際に傾きによって対向する隅の摺動突出部４２がケース１０から外れるといったトラブルを防ぐ構造にすることも可能となる。
【００２７】  また本実施例においては、ステム４０の天面４１を略正方形状としたが、これに限るものではなく、長方形状、三角形状、丸形状等としてもよく、これに対するケース１０も立方形状、三角柱形状、円筒形状等とし、補助摺動リブ２３、第二開口部１２、摺動突出部４２、第三開口部からなる摺動機構も４箇所ではなく、二箇所、三箇所等、形状に対応して形成することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】０１  押圧スイッチ
１０  ケース
１１  第一開口部
１２  第二開口部
１３  中央電極
１４  サイド電極
１５  底面
１６  対向側面
１７  ストッパー壁
１８  ケース外壁
１９  外壁側面
２０  凹部
２１  頂上角部
２２  ストッパー底面
２３  補助摺動リブ
２４  補助対向側面
２５  第二開口対向側面
２６  外壁角部
３０  弾性体
３１  底辺側基部
３２  頂上基部
３３  傾斜部
３４  押圧突起部
４０  ステム
４１  天面
４２  摺動突出部
４３  係止片
４４  突出部摺動面
４６  突出部外側壁
４７  最下部
４８  第三開口部
４９  ストッパー天面
５０  接触子
５１  外環部
５２  舌片部
５３  先端
１００  従来の押圧スイッチ
１０１  ケース
１０２  接触子
１０３  弾性体
１０４  ステム
１０５  第一開口部
１０６  第二開口部
１０７  摺動突出部
Ｌ１    追加動作ストローク
Ｌ２    動作ストローク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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