(57)【要約】【課題】耐久性及びクリック感触を向上させることができ、小型化も図ることができる反転板及び押圧スイッチを提供すること。【解決手段】弾性を有する薄板を絞り加工することで外周部を円錐台形状のスカート部３０、その内側の中央部を上方に膨らむドーム部２０としてなる反転板１である。反転板１の外周辺３１の内、左右対向する一対の外周辺部分３１−２の曲率半径を、その他の外周辺部分３１−１の曲率半径よりも大きい曲率半径とする。曲率半径の小さい外周辺部分３１−１を、この反転板１を載置する回路基板２５０への接地部、曲率半径の大きい外周辺部分３１−２を回路基板２５０に接地しない（または軽く触れる）非接地部とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する薄板を絞り加工することで外周部を円錐台形状のスカート部、その内側の中央部を上方に膨らむドーム部としてなる反転板において、
前記反転板の外周辺の内、左右対向する一対の外周辺部分の曲率半径を、その他の外周辺部分の曲率半径よりも大きい曲率半径としたことを特徴とする反転板。
【請求項２】
請求項１に記載の反転板であって、
前記反転板の外周辺の、前記曲率半径の小さい外周辺部分を、この反転板を載置する載置部材への接地部とし、曲率半径の大きい外周辺部分を非接地部としたことを特徴とする反転板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反転板であって、
前記反転板の外周辺の曲率半径の大きい部分と小さい部分間は、曲線状の接続部によって接続されていることを特徴とする反転板。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載の反転板であって、
前記反転板の外周辺の曲率半径の大きい部分と小さい部分は何れも、前記スカート部の外周に位置することを特徴とする反転板。
【請求項５】
請求項１又は２又は３又は４に記載の反転板と、
前記反転板の外周辺の曲率半径の小さい部分を載置する周囲接点パターンと、前記反転板のドーム部裏面の中央に対向する位置に設置される中央接点パターンと、を形成してなる回路基板と、
を具備することを特徴とする押圧スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリック感触を生じながらスイッチがオンオフする押圧スイッチに使用して好適な反転板及び押圧スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、反転板（以下「可動接点板」という）は、例えば特許文献１の図１に示す可動接点（１−１）のように、弾性を有する薄板を絞り加工することで外周部を円錐台形状のスカート部（３０）、その内側の中央部を上方に膨らむドーム部（２０）として構成されている。そしてこの可動接点板（１−１）は、図５に示すように、スイッチ基板（２５０）上に取り付けられることで押圧スイッチが構成される。スイッチ基板（２５０）上には、外周接点パターン（２３１）と中央接点パターン（２３５）とが形成されており、前記可動接点板（１−１）はその外周辺が外周接点パターン（２３１）上に載置される。そしてドーム部（２０）の中央を押圧すると、ドーム部（２０）が反転してクリック感触を生じると共に、ドーム部（２０）の下面中央が中央接点パターン（２３５）に当接し、これによって押圧スイッチがオンする。前記押圧を解除すると、ドーム部（２０）は元の形状に自動復帰し、押圧スイッチはオフする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３８６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの種の可動接点板を用いた押圧スイッチ、更にはこの押圧スイッチを用いた電子機器の長寿命化を図るため、前記可動接点板のさらなる耐久性の向上が望まれていた。
【０００５】
また可動接点板の反転時のクリック感触は、反転が開始する際の荷重（極大値）と、反転後にドーム部の下面中央が回路基板に当接した際の荷重（極小値）の間の荷重差が大きい方が、より明確なクリック感触を得られ、好適である。このため、前記荷重差の大きい可動接点板が要望されていた。
【０００６】
特に、電子機器の小型化に伴い、可動接点板の外径寸法が小型化された場合、その耐久性と荷重差が低下していく傾向にあるので、上記各要望は強い。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、耐久性及びクリック感触を向上させることができ、また小型化も図ることができる反転板及び押圧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】
【０００８】
本発明は、弾性を有する薄板を絞り加工することで外周部を円錐台形状のスカート部、その内側の中央部を上方に膨らむドーム部としてなる反転板において、前記反転板の外周辺の内、左右対向する一対の外周辺部分の曲率半径を、その他の外周辺部分の曲率半径よりも大きい曲率半径としたことを特徴としている。
このように構成すれば、この反転板を回路基板上に載置した際、曲率半径の大きい部分の外周辺は、回路基板の表面から浮くか、あるいは回路基板の表面に軽く触れる状態となる。このため、回路基板上に載置した反転板を反転させる際、反転板の外周辺の内、曲率半径の大きい部分の外周辺は回路基板上に強く係止しないで（突っ張らないで）、外周側に広がり、反転板に印加される不要な応力を逃がすことができる。これによって反転板の反転時に加わる応力を緩和でき、その分、反転板の耐久性とクリック感触を向上させることができる。
さらに曲率半径の大きい側の外周辺も曲率半径を有するので、即ち外周側に向かって凸となる弧状なので、この部分を直線状とした場合に比べて、反転板の外周辺全体をより円に近い形状にでき、反転したときの形状に無理がなく（応力が一点に集中せず）、その形状から耐久性をより向上させることができる。
また曲率半径の大きい部分の外形寸法は小さくなるので、反転板の小型化を図ることもできる。
【０００９】
また本発明は、前記反転板の外周辺の、前記曲率半径の小さい外周辺部分を、この反転板を載置する載置部材への接地部とし、曲率半径の大きい外周辺部分を非接地部としたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、前記反転板の外周辺の曲率半径の大きい部分と小さい部分間を、曲線状の接続部によって接続したことを特徴としている。
これによって反転板の外周辺全体をより円に近い形状にでき、反転したときの形状に無理がなく（応力が一点に集中せず）、その形状から耐久性をより向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、前記反転板の外周辺の曲率半径の大きい部分と小さい部分が何れも、前記スカート部の外周に位置することを特徴としている。
これによって、反転する部分であるドーム部の形状（通常は円形）は変化しないので、反転時にドーム部は全体にわたって均一な変形が行われ、さらなるクリック感触の向上が図れ、且つその耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また本発明は、上記反転板と、前記反転板の外周辺の曲率半径の小さい部分を載置する周囲接点パターンと前記反転板のドーム部裏面の中央に対向する位置に設置される中央接点パターンとを形成してなる回路基板と、を具備してなる押圧スイッチにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る反転板によれば、耐久性及びクリック感触を向上させることができ、また小型化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】反転板（可動接点板）１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＣ部分の拡大図である。
【図３】図１（ｃ）のＤ部分の拡大図である。
【図４】非接地部３１−２の近傍部分を拡大して示す要部平面図である。
【図５】可動接点板１の製造方法説明図である。
【図６】可動接点板１を用いて構成される押圧スイッチ２００の平面図である。
【図７】可動接点板１の荷重（Ｎ）−変位（ｍｍ）特性図である。
【図８】可動接点板１と従来の可動接点板の、荷重及びクリック率の実測値を比較して示す図である。
【図９】非接地部３１−２´の近傍部分を拡大して示す要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる反転板（以下「可動接点板」という）１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また図２は図１（ｂ）のＣ部分の拡大図、図３は図１（ｃ）のＤ部分の拡大図である。図１に示すように可動接点板１は、１枚の弾性を有する金属（例えばステンレス）製の略円形の薄板を絞り加工することで、その外周部を略円錐台形状のスカート部３０、その内側の中央部を上方に膨らむ略球面状のドーム部２０として構成されている。なお以下の説明において、「上」とはドーム部２０が膨出する方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。
【００１６】
円錐台形状のスカート部３０の傾斜角度は、ドーム部２０の外周部分の傾斜角度よりも大きく形成され、これによって両者の境界部分は円形で上方向に凸となる境界線１１となっている。
【００１７】
図４は下記する非接地部３１−２の近傍部分を拡大して示す要部平面図である。同図及び図１に示すように、スカート部３０の外周辺、即ち可動接点板１の外周辺３１の内、左右（１８０°）に対向する一対の外周辺部分３１−２の曲率半径は、その他の部分、即ち上下（１８０°）に対向する一対の外周辺部分３１−１の曲率半径よりも大きい曲率半径となっている。図１（ｂ）と図２に示す点線は、曲率半径を大きくしない場合での外周辺３１の位置を示す仮想線である。図２，図３からもわかるように、前記曲率半径の小さい外周辺部分３１−１（その下辺）は、この可動接点板１を載置する載置部材（下記する回路基板２５０）へ接地する接地部３１−１となり、曲率半径の大きい外周辺部分３１−２（その下辺）は、接地しない非接地部３１−２となっている。なお曲率半径の大きい一対の非接地部３１−２間の外形寸法（幅寸法）は小さくなっているので、その分、可動接点板１はその外形寸法が小型化される。
【００１８】
またこの可動接点板１の場合、前記非接地部３１−２の曲率半径は、前記接地部３１−１の曲率半径の約２倍の曲率半径に設定されている。この例の場合、接地部３１−１の曲率半径を２．８５ｍｍとし、非接地部３１−２の曲率半径を５．７ｍｍとしている。また接地部３１−１と非接地部３１−２間は、曲線状の接続部３１−３によって接続されている。図４に示すように、非接地部３１−２は接地部３１−１と同様に、スカート部３０の外周に位置しており、円形のドーム部２０の外周（境界線１１）には位置していない。なお図４に示すように、非接地部３１−２は、言い換えれば、接続部３１−３間を結ぶ直線（図４に点線で示す直線Ｌ１）よりも外側に位置し、接続部３１−３間を接地部３１−１と同一の曲率半径で連結した曲線（図４に点線で示す円弧曲線Ｌ２）よりも内側に位置する。また図１（ａ）に示すように、各接地部３１−１の中間位置には、それぞれ連結部切断部３１−４が形成されている。連結部切断部３１−４は、下記する連結体１００から可動接点板１を切り離す際に形成されるカット線である。
【００１９】
図５は可動接点板１の製造方法説明図である。同図に示すように、まず弾性金属板からなる帯状の連結体１００を順送りしながら順次プレス加工していくことで、開口１０１内に一対の連結部１１１によって保持された状態の略円形の板（後で可動接点板１になる）を形成する。次に可動接点板１となる略円形の板をプレス加工することによって絞り加工し、その外周部に円錐台形状のスカート部３０、その内側の中央部に上方に膨らむ略球面状のドーム部２０を形成し、可動接点板１を構成する。そして最後に、前記一対の連結部１１１を切断すれば、単品の可動接点板１が得られる。
【００２０】
図６は可動接点板１を用いて構成される押圧スイッチ２００の平面図（但し可動接点板１は一点鎖線の仮想線で示す）である。同図に示すように押圧スイッチ２００は、絶縁板上にスイッチパターン２３０を形成してなる回路基板２５０を具備し、前記回路基板２５０のスイッチパターン２３０上に可動接点板１を載置して構成されている。
【００２１】
スイッチパターン２３０は、４つのパターン当接部２３３を有する周囲接点パターン２３１と、可動接点板１の中央に対向する位置に設けられる中央接点パターン２３５とを具備している。回路基板２５０の周囲接点パターン２３１の外周を囲む部分より外側の面は、絶縁層２４３によって覆われている。パターン当接部２３３は小円形状であり、各パターン当接部２３３間はこれらを直線状に連結する３本の連結パターン２３７によって接続されている。つまり周囲接点パターン２３１は四角形状（コ字状）に形成されている。そして連結パターン２３７によって連結されていないパターン当接部２３３の間の隙間部分から中央接点パターン２３５に接続された引出回路パターン２３９が引き出されている。また２つのパターン当接部２３３にも引出回路パターン２４１が接続されている。そして各パターン当接部２３３上に可動接点板１の外周辺３１の内の接地部３１−１の部分が載置・当接している。このときパターン当接部２３３には、連結部切断部３１−４の部分は当接しない。つまりパターン当接部２３３に当接するのは、外周辺３１の内の、非接地部３１−２と連結部切断部３１−４を除いた接地部３１−１の部分であり、これによって確実に可動接点板１を周囲接点パターン２３１に当接（線接触）させることができる。
【００２２】
以上のように構成された押圧スイッチ２００において、可動接点板１の上面中央を、例えばキートップの押圧部によって押圧すれば、そのドーム部２０が反転し、ドーム部２０の下面中央が中央接点パターン２３５に当接し、押圧スイッチ２００がオンする。前記押圧を解除すれば、ドーム部２０の自動復帰力によって、ドーム部２０は元の状態に自動復帰し、押圧スイッチ２００はオフする。
【００２３】
図７は、可動接点板１のクリック特性を説明するための荷重（Ｎ）−変位（ｍｍ）特性図であり、その縦軸はドーム部２０の頂部を開放状態から中央接点パターン２３５に押し付けるに至る押圧荷重量（Ｎ）を示し、横軸はドーム部２０の頂部の中央接点パターン２３５に至る変位（操作移動）量（ｍｍ）を示している。この特性曲線において、ドーム部２０は無負荷の状態から荷重量の増加に伴って変位量が増加するように変形し、荷重量が極大値Ｐ１（Ｎ）に達した時点で座屈反転が生じ、荷重量が低下するものの変位量は増加進行し荷重量が極小値Ｐ２（Ｎ）に達するとドーム部２０中央下面が中央接点パターン２３５に接触する。前記極小値に達した後は、前記変位量は小さくドーム部２０中央下面が中央接点パターン２３５に押し付けられる状態へ進行する。
【００２４】
図８は、上記可動接点板１と従来の可動接点板の、荷重及びクリック率の実測値を比較して示す図である。ここでクリック率は、クリック率（％）＝（Ｐ１−Ｐ２）／Ｐ１、であり、極大値Ｐ１と極小値Ｐ２の差の極大値Ｐ１に対する比率を示している。そしてこのクリック率の数値が大きいほど荷重の落差が大きいので、確実・良好なクリック感触が得られる。またここで用いた従来の可動接点板は、円形で前記可動接点板１と同一高さ・板厚で、外径寸法が５．７ｍｍのものである。
【００２５】
そして図８に示すように、従来例に比べて可動接点板１は、その荷重の極大値Ｐ１と極小値Ｐ２がいずれも小さいが、クリック率はかなり大きくなっている。従って、従来例に比べて、そのクリック感触はかなり向上する。このことは以下のように説明できる。即ち、この可動接点板１を回路基板２５０上に載置した際、非接地部３１−２は、回路基板２５０の表面から浮くか、あるいは回路基板２５０の表面に軽く触れる状態となる。このため、回路基板２５０上に載置した可動接点板１を反転させる際、可動接点板１の外周辺３１の内、非接地部３１−２は回路基板２５０上に強く係止しない（突っ張らない）で、外周側に広がり、可動接点板１に印加される不要な応力を逃がすことができる。つまり非接地部３１−２は応力逃がし部、接地部３１−１は支持部でもある。このため荷重の極大値Ｐ１と極小値Ｐ２は低下するが、同時に無理のないスムーズなドーム部２０の反転動作が行われ、これによってそのクリック率が向上し、そのクリック感触が向上する。
【００２６】
一方、この可動接点板１と従来の可動接点板（上記と同じもの）の耐久試験を行った。この耐久試験は、繰り返し反転動作を行わせる試験であり、その結果は、従来例がＮ万回（可動接点板の厚みや高さなどによって異なるが、ここでは１０万回の耐久性のあるものを試験に用いた）の耐久性があったのに対し、可動接点板１の場合は５Ｎ万回（５０万回）の耐久性が得られた。つまり耐久性は５倍となった。その理由は、上述のように、回路基板２５０上に載置した可動接点板１を反転させる際、可動接点板１の外周辺３１の内、非接地部３１−２は回路基板２５０上に強く係止しない（突っ張らない）で、外周側に広がり、可動接点板１に印加される不要な応力を逃がすことができ、これによって可動接点板１の反転時に加わる応力を緩和できるからである。
【００２７】
さらにこの可動接点板１の場合は、非接地部３１−２の形状を外周側に向かって凸となる弧状に形成しているので、この部分を直線状とした下記する比較例に係る可動接点板１´に比べて、耐久性がより向上する。図９は非接地部３１−２´を直線状にした可動接点板１´の非接地部３１−２´近傍部分を拡大して示す要部平面図である。非接地部３１−２´を直線状に形成した場合、接地部３１−１´と非接地部３１−２´間の接続部３１−３´は、本実施形態の可動接点板１の接続部３１−３に比べてより鋭角になる。このため可動接点板１´を反転させたときは、可動接点板１を反転させたときに比べて、前記接続部３１−３´に応力が集中し、耐久性が低下する。言い換えれば、本発明に係る可動接点板１の場合は、非接地部３１−２も曲率半径を有するので、即ち外周側に向かって凸となる弧状なので、この部分を直線状とした場合に比べて、可動接点板１の外周辺３１全体をより円に近い形状にでき、反転したときの形状に無理がなく（応力が一点に集中せず）、その形状から耐久性をより向上させることができる。実際に、前記可動接点板１と同一の厚み・高さの可動接点板１´を用いた耐久試験の結果では、４Ｎ万回の耐久性が得られた。つまり耐久性は従来例よりも向上するが、本実施形態に係る可動接点板１には及ばなかった。
【００２８】
さらに本実施形態に係る可動接点板１の場合、その外周辺３１の曲率半径の大きい非接地部３１−２と小さい接地部３１−１間を、曲線状の接続部３１−３によって接続しているので、これによってもさらに可動接点板１の外周辺３１全体をより円に近い形状にでき、反転したときの形状にさらに無理がなく（応力が接続部３１−３内の一点に集中せず）、その形状から耐久性をさらに向上させることができる。
【００２９】
またさらに本実施形態に係る可動接点板１の場合、可動接点板１の外周辺３１の非接地部３１−２と接地部３１−１を何れも、スカート部３０の外周に位置させている。つまり非接地部３１−２の全ての部分がドーム部２０の外周になっていない。これによって、反転する部分であるドーム部２０の形状（円形）は変化しないので、反転時にドーム部２０は全体にわたって均一な変形が行われ、さらなるクリック感触の向上が図れ、且つその耐久性を向上させることができる。
【００３０】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、ドーム部２０の形状やスカート部３０の形状には種々の変更が可能であり、例えばドーム部２０は楕円形でも良く、スカート部３０もその面内に凹凸などを加工しても良い。要は円錐台形状のスカート部３０と、上方に膨らむドーム部２０であれば、どのような形状であっても良い。また上記例では可動接点板１の外周辺３１に曲率半径の大きい部分３１−２を設けてこの部分を回路基板２５０に接触しない非接触部３１−２としたが、回路基板２５０によっては合成樹脂フィルム製等の比較的軟らかい材質のものもあり、そのような場合はこの部分３１−２が回路基板２５０に触れることもある。そのような場合も本願発明に含まれ、上述した本願発明の各効果を有する。また上記例では非接地部３１−２の曲率半径を接地部３１−１の曲率半径の約２倍としたが、非接地部３１−２の曲率半径は、接地部３１−１の曲率半径の２倍以上でも２倍以下でもよい。要は、非接地部３１−２の曲率半径を接地部３１−１の曲率半径よりも大きい曲率半径としていればよい。
【００３１】
また上記例では反転板を可動接点板として用いた例を示し、１枚の回路基板２５０上に形成した一対の接点パターン２３１，２３５上に可動接点板１を取り付けることで押圧スイッチ２００を構成したが、その代りに、反転板を反転板の機能のみとして用い、２枚の合成樹脂フィルムを重ね合わせて両合成樹脂フィルムに設けた一対の接点パターンを隙間を介して対向させ、一方の合成樹脂フィルムに設けた接点パターンの裏面側に反転板を設置することでいわゆるメンブレンスイッチ（押圧スイッチ）を構成しても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１  可動接点板（反転板）
２０  ドーム部
３０  スカート部
３１  外周辺
３１−１  接地部（外周辺部分）
３１−２  非接地部（外周辺部分）
３１−３  接続部
２００  押圧スイッチ
２３０  スイッチパターン
２３１  周囲接点パターン
２３５  中央接点パターン
２５０  回路基板（載置部材）
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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