(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップと、該キートップを昇降自在に保持するキートップ保持体と、該キートップ保持体を係止するハウジングと、上記キートップに復帰力を付与する弾性体と、可動接点が固定接点に所定間隔を存して対向するスイッチ素子とを備え、上記キートップを上記弾性体に抗して押し込むことにより、該弾性体が上記可動接点を上記固定接点に接触させてスイッチングが行われる押釦スイッチにおいて、
上記弾性体が、上記ハウジングの上面に載置され下方に向かって開く円椀部と、この円椀部の平坦な上面内側から上記スイッチ素子に向かって先窄まり状に突出する円錐部と、上記円椀部の上面から上方へ突出し上記キートップの裏面に当接する筒状部とを一体形成したものからなり、
上記キートップの押し込み動作に伴って上記円椀部を座屈させ、上記円錐部が上記スイッチ素子を押圧してスイッチングが行われた後に、該キートップのさらなる押し込み動作に応じて、上記筒状部が大きく弾性変形するとともに上記円錐部が外側に膨らむように弾性変形することによるこれら筒状部および円錐部の弾性変形に伴う弾発力と、上記円椀部の弾発力との合成弾発力が発生するように構成したことを特徴とする押釦スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、キーボード装置のキースイッチなどに用いられる押釦スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の押釦スイッチの一例として、従来より、実公平４−５１３８８号公報に記載されたものが知られている。同公報に開示された押釦スイッチは、キートップと、該キートップを昇降自在に保持するキートップ保持体と、該キートップ保持体を係止するプリント基板と、該プリント基板と上記キートップとの間に配置された逆椀状の弾性体とで概略構成されており、上記弾性体の内部上面には可動接点が、上記プリント基板には該可動接点に対向して固定接点がそれぞれ形成されている。
【０００３】
このように構成された押釦スイッチは、操作者が弾性体の弾発力に抗してキートップを押し込んでいくと、上記弾性体が弾性変形して可動接点が下降し、該可動接点が固定接点に接触することから、オフからオンへのスイッチングが行なわれる。また、かかるオン状態で操作者がキートップに対する押圧操作力を除去すると、弾性体の弾発力によって該弾性体が初期状態に復帰するとともにキートップが初期位置まで押し上げられ、可動接点が固定接点から離間してオフ状態に戻る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の押釦スイッチでは、キートップの押圧操作時に弾性体が弾性変形して可動接点が固定接点に接触した後、キートップをさらに押し込もうとしても上記弾性体がもはや弾性変形しないので、いわゆるオーバーストロークを得ることができず、キートップ押圧操作時のフィーリングが劣るという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術における実情に鑑みてなされたもので、その目的は、キートップ押圧操作時にオーバーストロークを得ることのできる押釦スイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、キートップと、該キートップを昇降自在に保持するキートップ保持体と、該キートップ保持体を係止するハウジングと、上記キートップに復帰力を付与する弾性体と、可動接点が固定接点に所定間隔を存して対向するスイッチ素子とを備え、上記キートップを上記弾性体に抗して押し込むことにより、該弾性体が上記可動接点を上記固定接点に接触させてスイッチングが行われる押釦スイッチにおいて、上記弾性体が、上記ハウジングの上面に載置され下方に向かって開く円椀部と、この円椀部の平坦な上面内側から上記スイッチ素子に向かって先窄まり状に突出する円錐部と、上記円椀部の上面から上方へ突出し上記キートップの裏面に当接する筒状部とを一体形成したものからなり、
上記キートップの押し込み動作に伴って上記円椀部を座屈させ、上記円錐部が上記スイッチ素子を押圧してスイッチングが行われた後に、該キートップのさらなる押し込み動作に応じて、上記筒状部が大きく弾性変形するとともに上記円錐部が外側に膨らむように弾性変形することによるこれら筒状部および円錐部の弾性変形に伴う弾発力と、上記円椀部の弾発力との合成弾発力が発生するように構成したことを特徴としている。
【０００７】
【作用】
操作者がキートップを弾性体の弾発力に抗して押し込んでいくと、まず、該弾性体の円椀部が弾性変形して円錐部が下降し、該円錐部が可動接点と当接することにより、該可動接点が固定接点に接触してオフからオンへのスイッチングが行なわれる。操作者がキートップをさらに押し込むと、もはや上記円椀部はほとんど弾性変形しなくなるが、その代わりに筒状部が大きく弾性変形するとともに円錐部が外側に膨らむように弾性変形し、これら筒状部および円錐部の弾性変形に伴う弾発力と円椀部の弾発力との合成弾発力が感触として得られる。これによって、キートップ押圧操作時にオーバーストロークを得られ、良好な操作感触が期待できる。
【０００８】
また、かかるオン状態で操作者がキートップに対する押圧操作力を除去すると、弾性体自身の弾発力によって該弾性体の円椀部および筒状部が初期状態に復帰するとともに、該弾性体によってキートップが初期位置まで押し上げられ、可動接点が固定接点から離間してオフ状態に戻る。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例に係る押釦スイッチを示す断面図、図２は該押釦スイッチのオン状態の断面図、図３は該押釦スイッチに備えられる支持板とハウジングの連結部分を示す要部断面図、図４は該支持板の一部を下面側から見た底面図、図５は該押釦スイッチに備えられる弾性体を拡大して示す断面図、図６は該押釦スイッチに備えられるハウジングの要部平面図、図７は該弾性体の荷重特性図、図８は該押釦スイッチに備えられるキートップ保持体の斜視図、図９は該キートップ保持体の動作説明図である。
【００１０】
これらの図において、符号１は金属板等の硬質材料からなる支持板で、この支持板１上にはメンブレムスイッチ２が載置されている。このメンブレンスイッチ２は、可撓性を有する上部シート３の下面に設けた可動接点４を、下部シート５の上面に設けた固定接点６に対向せしめ、かつ両シート３，５間にスペーサ７を介設してなる公知のスイッチ素子である。
【００１１】
また、符号８は合成樹脂製のハウジングでキーボードスイッチとして他のスイッチと共通の一枚の板状であり、符号９はハウジング８上方で昇降自在に支持された合成樹脂製のキートップであり、ハウジング８には、可動接点４の上方に位置する開口部１０と、該ハウジング８の上面より突出し、互いに対向する半円状の壁１１および２つの突起１２と、開口部１０と壁１１および両突起１２の外周を囲む外周壁１３とが設けてあるとともに、図６に示すように、後述するキートップ保持体の係合突起を係合させるための内向きの一対の係合凹所１４および外向きの一対の係合凹所１５が設けてある。また、このハウジング８には、図３に示すように、下面より突出して上部シート３、下部シート５、スペーサ７および支持板１を挿通するかしめ用の突起１６が設けられ、この突起１６の先端をかしめることによりかしめ部１６ａが形成され、ハウジング８、上部シート３、下部シート５、スペーサ７および支持板１が一体化される。該突起１６の根元部周囲には凹部１７が形成されている。一方、支持板１の挿通孔１ａの周縁に、上方へ突出して下面側に窪み１８を有する段部１９を形成し、該段部１９を上記凹部１７内に受け入れるとともに、上記かしめ部１６ａを上記窪み１８内に受け入れるようになっている。
【００１２】
符号２０はゴム部材からなりハウジング８上に設けられた弾性体で、該弾性体２０は、周縁２１ａがハウジング８の上面に載置され、下方に向かって開いた円椀部２１と、この円椀部２１の平坦な上面内側から下方に向かって先窄まり状に突出し、ハウジング８の開口部１０を介して可動接点４を押圧可能な円錐部２２と、円椀部２１の上面から上方へ突出し、キートップ９の裏面に当接する筒状部２３とから一体的に構成されている。上記円椀部２１の下端周縁２１ａは、上記半円状の壁１１および複数の突起１２と係合し、上記筒状部２３の上端には、図５に示すように、該筒状部２３の内部と外部を連通する空気逃げ用の連通孔２３ａが設けられている。また、上記円錐部２２の側面と上記円椀部２１の内面とは曲面を介してつながれており、該円錐部２２の上面とキートップ９の裏面との間には所定間隔が確保されている。また、円椀部２１の中間部２１ｂは他の部分より厚みが大きくなっており、スイッチの押圧感触を良好にしている。
【００１３】
符号２４は合成樹脂製のキートップ保持体で、このキートップ保持体２４は、図８に示すように、一対の略Ｕ字形のリンク部材２５，２６を組み合わせて構成されている。一方のリンク部材２５は、キートップ９の裏面片側を支持・固定するための支持軸２７を有し、該支持軸２７の両端から、先端部に外向きの係合突起２８ａを有し略中央部に内向きの連結ピン２８ｂを有する一対の外部脚片２８が、互いに平行に延設してある。また、他方のリンク部材２６は、キートップ９の裏面他側を支持・固定するための支持軸２９を有し、該支持軸２９の両端から、先端部に内向きの係合突起３０ａを有し略中央部に略ハート形の長孔３０ｂを有する一対の内部脚片３０が、上記外部脚片２８に対し平行かつ内側で交差する向きに延設してある。そして、各長孔３０ｂ内に連結ピン２８ｂをスナップインさせ、この連結ピン２８ｂが長孔３０ｂに沿って移動自在となるように対応する外部脚片２８と内部脚片３０とを連結することにより、両リンク部材２５，２６を一体化してキートップ保持体２４をなしている。したがって、このキートップ保持体２４は、キートップ９に押圧操作力を付与してリンク部材２５の支持軸２７と、他のリンク部材２６の支持軸２９とを下方へ押し込んでいくと、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、略Ｘ字形に交差して連結されている外部脚片２８および内部脚片３０がキートップ９側から見て次第に交差する角度を増していき、キートップ保持体２４の高さ寸法が漸次減少するように両リンク部材２５，２６を折り畳んでいくことができる。
【００１４】
ただし、このキートップ保持体２４は、外側のリンク部材２５の支持軸２７に内側のリンク部材２６の内側脚片３０が当接しないように寸法設定してあり、具体的には、長孔３０ｂから支持軸２７までの距離Ｄを該長孔３０ｂから内部脚片３０の先端までの長さＬより大きく設定してある。（図９参照）。したがって、両リンク部材２５，２６を、外部脚片２８および内部脚片３０が真横に倒れるまで折り畳むことができる。
【００１５】
このように構成されたキートップ保持体２４をハウジング８に取り付ける際には、各外部脚片２８の外向きの係合突起２８ａをそれぞれスナップインによって内向きの係合凹所１４に遊挿するとともに、各内部脚片３０の内向きの係合突起３０ａをそれぞれスナップインによって外向きの係合凹所１５に遊挿する。これにより、各係合突起２８ａ，３０ａがそれぞれ係合凹所１４，１５に回転かつスライド自在に係合され、各外部脚片２８の外側と各内部脚片３０の内側とがハウジング８に位置規制されることになる。また、こうしてキートップ保持体２４をハウジング８およびキートップ９に組み込むと、予めハウジング８に組み込んでおいた弾性体２０の筒状部２３がキートップ９の裏面に弾接するので、このキートップ９を介してリンク部材２５の支持軸２７が上方へ付勢されるとともに、このリンク部材２５の連結ピン２８ｂを介して内側のリンク部材２６の支持軸２９も上方へ付勢されることになる。
【００１６】
上記の如く構成された押釦スイッチは、キートップ保持体２４の両リンク部材２５，２６の各支持軸２７，２９が、弾性体２０の弾発力を受けてキートップ９の裏面の両側を支持することとなり、また、両リンク部材２５，２６の外部脚片２８および内部脚片３０を互いの交差する角度が変更自在となるように連結してあり、しかも各脚片２８，３０をハウジング８で位置規制しているので、結局、キートップ９はハウジング８の上方で昇降自在に保持されることになる。
【００１７】
したがって、図１に示すオフ状態で操作者がキートップ９に押圧操作力を付与し、両支持軸２７，２９を弾性体２０の弾発力に抗して押し込むと、両支持軸２７，２９がその場で回転するとともに、各係合突起２８ａ，３０ａが係合凹所１４，１５内をスライドし、略Ｘ字形に交差して連結されている外部脚片２８および内部脚片３０はキートップ９側から見て次第に交差する角度を増していき、キートップ９が弾性体２０を下方へ押し込んでいく。そして、キートップ９が図７に示す第１の位置ｄ１まで移動したとき、円椀部２１が座屈してクリック感が生起されるとともに、円錐部２２が勢いよく押し込まれてメンブレンスイッチ２の上部シート３に当接し、該上部シート３が撓んで可動接点４が固定接点６に接触してオン状態へスイッチングが行なわれる。その結果、キートップ９の初期位置から第２の位置ｄ２の間では、円椀部２１の座屈変形により図７の実線３１で示す弾発力の変化がクリック感触として得られる。操作者がキートップ９を第２の位置ｄ２からさらに押し込むと、もはや円椀部２１はほとんど弾性変形しないが、その代りに図２に示すように筒状部２３が大きく弾性変形し、上記キートップ９はさらに第３の位置ｄ３まで下降する。このとき、筒状部２３内の空気は連通孔２３ａを介して外部に放出される。その結果、第２の位置ｄ２から第３の位置ｄ３までの間では、図７の実線３１で示す合成弾発力（図７の破線３２で示す円椀部２１の弾性変形に伴う弾発力と、別の破線３３で示す筒状部２３の弾性変形に伴う弾発力とからなる）が感触として得られる。なお、操作者がさらにキートップ９に押圧操作力を付与すると、円錐部２２も弾性変形して外側へ膨らむようになっている。
【００１８】
また、かかるオン状態で操作者がキートップ９に対する押圧操作力を除去すると、座屈していた弾性体２０が自らの弾性で元の形状に復帰するので、キートップ９が初期位置まで押し上げられるとともに、折り畳まれていたリンク部材２５，２６も起立していき、また、上部シート３も自らの弾性で元の形状に復帰するので、可動接点４が固定接点６から離間してオフ状態に戻る。
【００１９】
このように上記実施例は、円椀部２１の座屈により円錐部２２が上部シート３に当接してオン状態へのスイッチングを行なった後、さらに、操作者がキートップ９に押圧操作力を付与すると、もはや円椀部２１はほとんど弾性変形しなくなるが、その代わりに筒状部２３が大きく弾性変形して円椀部２１と筒状部２３との合成弾発力が発生するとともに、円錐部２２も外側に膨らむように弾性変形してキートップ９が下降するので、該キートップ９の押圧操作時にオーバーストロークを得られ、良好な操作感触が期待できる。しかも、円錐部２２は、円錐形状により操作者の押圧力に応じてオーバーストローク量が可変するため、押圧感触を良好なものにできる。
【００２０】
さらに、上記実施例では、ハウジング８の下面より突出する突起１６をメンブレンスイッチ２および支持板１に挿通するとともに、該突起１６の先端をかしめることにより形成されるかしめ部１６ａを、支持板１の下面側の窪み１８内に受け入れるよう構成したので、上記かしめ部１６ａが支持板１の下面より突出せず、さらに、該支持板１の挿通孔１ａの周縁に形成した段部１９をハウジング８の凹部１７内に受け入れることから、押釦スイッチ全体の厚みを少なくすることができ、キーボード装置全体の薄型化に好適である。
【００２１】
また、上記実施例では、弾性体２０の円錐部２２の側面と円椀部２１の内面とが、曲面を介してつながれているので、該弾性体２０が弾性変形した際に、円錐部２２の側面と円椀部２１との内面との間に応力集中が生じることがなく、したがって、該応力集中による弾性体２０の切裂を防止できる。
【００２２】
しかも、上記実施例では、円椀部２１の周縁２１ａ側面がハウジング８に設けた半円状の壁１１と２つの突起１２にそれぞれ係合することから、弾性体２０の位置決め精度を向上できる。
【００２３】
さらにまた、上記実施例では、ハウジング８に開口部１０の外周を囲む外周壁１３を設けたので、該開口部１０を介してメンブレンスイッチ２に異物が侵入するのを防止できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、円椀部の座屈により円錐部が可動接点に当接してオン状態へのスイッチングを行なった後、さらに、操作者がキートップに押圧操作力を付与すると、もはや円椀部はほとんど弾性変形しなくなるが、その代わりに筒状部が大きく弾性変形するとともに円錐部が外側に膨らむように弾性変形し、これら筒状部および円錐部の弾性変形に伴う弾発力と円椀部の弾発力との合成弾発力が発生してキートップが下降するので、該キートップ押圧操作時にオーバーストロークを得られ、操作感触の良好な押釦スイッチを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る押釦スイッチを示す断面図である。
【図２】該押釦スイッチのオン状態の断面図である。
【図３】該押釦スイッチに備えられる支持板とハウジングの連結部分を示す要部断面図である。
【図４】該支持板の一部を下面側から見た底面図である。
【図５】該押釦スイッチに備えられる弾性体を拡大して示す断面図である。
【図６】該押釦スイッチに備えられるハウジングの要部平面図である。
【図７】該弾性体の荷重特性図である。
【図８】該押釦スイッチに備えられるキートップ保持体の斜視図である。
【図９】該キートップ保持体の動作説明図である。
【符号の説明】
１  支持板
２  メンブレンスイッチ（スイッチ素子）
３  上部シート
４  可動接点
５  下部シート
６  固定接点
７  スペーサ
８  ハウジング
９  キートップ
１０  開口部
１１  半円状の壁
１２  突起
１３  外周壁
１６  突起
１６ａ  かしめ部
１７  凹部
１８  窪み
１９  段部
２０  弾性体
２１  円椀部
２１ａ  周縁
２２  円錐部
２３  筒状部
２３ａ  空気逃げ用の連通孔
２４  キートップ保持体
２５，２６  リンク部材
【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】
0003550417.tif 000007
【図７】
0003550417.tif 000008
【図８】
0003550417.tif 000009
【図９】
0003550417.tif 000010