(57)【要約】      （修正有）【課題】セルフクリーニング機能を備えることにより、電極接点間に接触不良が起こり難くしたスイッチ装置を提供する。【解決手段】キートップ４を下方に押し込むと、アクチュエータ３に設けられた操作部３Ｂによってスパイラル接触子７の巻き始端７ｂと巻き終端７ｃとの間が伸張させられる。このとき、前記巻き終端７ｃが前記固定電極５の表面上を摺動するため、巻き終端７ｃまたは／および前記固定電極５に付着している塵や汚れ、あるいは電極の表面に形成されている酸化膜などをセルフクリーニングする。よって、前記可動電極６と固定電極８との間の接続不良の問題を解消することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極と、前記可動電極と対向して設けられた対向電極と、少なくとも前記可動電極を押し込んで前記対向電極に接触させる操作部材とを有するスイッチ装置において、
前記可動電極が、前記対向電極と接近する方向に伸縮自在に変形する弾性変形部と、前記対向電極と接触するときにその表面上を摺動する摺動接点部とを有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記対向電極が、前記弾性変形部と摺動接点部とを備えた可動電極で形成されている請求項１記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記可動電極が、外周側の巻き始端から中心側の巻き終端方向に渦巻き状に形成されたスパイラル接触子で形成されており、前記巻き終端が前記摺動接点部とされている請求項１または２記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記可動電極と対向する位置には、前記弾性変形部と摺動接点部とを有する電極が積層方向に所定の距離を隔てて複数段積み重ねられており、前記操作部材の前記積層方向への押し込み量に応じて前記可動電極とこれに対向する各対向電極とが接触させられる請求項１ないし３のいずれかに記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押しボタン式のスイッチ素子に係わり、特に接点部に接触不良が生じるのを抑えたスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の押しボタン式スイッチとしては、例えば特許文献１に記載された技術が存在する。
【０００３】
前記特許文献１に記載されたスイッチでは、キートップを押し下げると、キートップの下部に設けられたダボ部が従動素子を均一に押し下げ、可動接点の全面が固定接点に接触させられることにより、スイッチとして機能するようになっている。
【０００４】
またキートップの押圧を解除すると、ドーム部の弾性力によって元の状態に復帰するため、可動接点と固定接点の接触状態を解放できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
実公平７−３１４７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載された従来のスイッチは、単に可動接点が押し下げられて固定接点に接触するだけの構成であるため、可動接点又は固定接点に塵や汚れ等が付着している場合、あるいは酸化していた場合には、前記可動接点と固定接点との間に接触不良を起すという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、セルフクリーニング機能を備えることにより接点不良を引き起こし難くしたスイッチ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可動電極と、前記可動電極と対向して設けられた対向電極と、少なくとも前記可動電極を押し込んで前記対向電極に接触させる操作部材とを有するスイッチ装置において、
前記可動電極が、前記対向電極と接近する方向に伸縮自在に変形する弾性変形部と、前記対向電極と接触するときにその表面上を摺動する摺動接点部とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、操作部材を押すと、可動電極の弾性変形部が操作部材の先端によって押し込まれて伸張させられるが、可動電極側の弾性変形部の先端（巻き終端）である摺動接点部が対向電極の表面に接触する瞬間に摺動摩擦を生じさせる。よって、可動電極側の摺動接点部又は対向電極の表面に付着していた塵や汚れ、あるいは酸化膜などをセルフクリーニングすることができるため、可動電極と対向電極との間の電気的な接続不良を引き起こし難くすることができる。
【００１０】
また前記対向電極が、前記弾性変形部と摺動接点部とを備えた可動電極で形成されているものである。
【００１１】
上記構成では、弾性変形した可動電極どうしが接触し合うため、電極間の電気的な接触をより確実なものにできる。
【００１２】
より具体的には、前記可動電極が、外周側の巻き始端から中心側の巻き終端方向に渦巻き状に形成されたスパイラル接触子で形成されており、前記巻き終端が前記摺動接点部とされたものである。
【００１３】
上記構成では、操作部材を押し戻す復帰ばねを不要にできるため、部品点数を低減することが可能である。
【００１４】
また前記可動電極と対向する位置には、前記弾性変形部と摺動接点部とを有する電極が積層方向に所定の距離を隔てて複数段積み重ねられており、前記操作部材の前記積層方向への押し込み量に応じて前記可動電極とこれに対向する各対向電極とが接触させられるものである。
【００１５】
上記構成では、複数の切り換え機能を有するスイッチ回路を構成することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下の各実施の形態に示すスイッチ装置は、例えばキーボード上に複数配列されたキースイッチのうちの１つを示している。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態としてのスイッチ装置の断面図を示し、Ａは操作前の状態、Ｂは操作中の状態を示している。また図２は可動電極に設けられたスパイラル接触子を示す平面図である。
【００１８】
図１ＡおよびＢに示すように、第１の実施の形態のスイッチ装置１は、ケース２の上にアクチュエータ３を備えたキートップ４を設けた構成である。前記ケース２は略筒形状をしている。そして、基板８の表面上には、ケース２の下方の開口端部の形状に対応する溝８ａが形成されており、この溝８ａに前記ケース２の下方の開口端部が固定されている。ケース２の上方の開口端部には外表面から外方向に迫り出した外縁部２ａが周設されている。またケース２の内部には、前記下方の開口縁部から所定の高さ寸法となる位置に段差部２ｂが周設されている。
【００１９】
前記基板８の表面上で且つ前記溝８ａの中央部には対向電極として固定電極５が形成されている。そして、前記ケース２の段差部２ｂには、前記固定電極５から所定の距離を隔て対向する可動電極６が設けられている。
【００２０】
前記可動電極６は、中心にスルーホール６ａが設けられた基板６Ａ上に形成されている。前記基板６Ａのスルーホール６ａ内には、薄い金属箔などで渦巻き状に形成されたスパイラル接触子７が設けられている。図１Ａおよび図２に示すように、前記スパイラル接触子７は同一平面で形成されており、その外周側には環状に形成された基部７ａが形成されており、この基部７ａの外周側が前記スルーホール６ａの縁部に固定されている。そして、前記スパイラル接触子７は前記基部７ａ側に巻き始端７ｂが設けられ、この巻き始端７ｂから渦巻き状に延びた先端の巻き終端７ｃが前記スルーホール６ａの中心に位置している。
【００２１】
なお、前記固定電極５および可動電極６は外部の回路に接続されており、特に下層側の固定電極５は基板８上の外部接続パターンと一体に形成されている。
【００２２】
アクチュエータ３は前記ケース２よりも一回り大きな略筒形状をしている。アクチュエータ３の天井部３Ｃの外周には壁部３Ａが設けられ、その内部中心には操作部（操作部材）３Ｂが突出形成されている。前記壁部３Ａ、操作部３Ｂおよび天井部３Ｃは、合成樹脂などの非導電性材料で一体成形されており、壁部３Ａおよび操作部３Ｂは天井部３Ｃから図示下方に延びている。前記壁部３Ａの下方の開口端部には内部方向に突出する係止部３ａが周設されている。なお、操作部３Ｂの先端部は球状に形成されている。
【００２３】
そして、前記天井部３Ｃの上面にキートップ４が固定されている。なお、キートップ４の表面には文字、図形または記号などの情報が印字されている。
【００２４】
図１Ａに示すように、前記キートップ４を備えたアクチュエータ３の壁部３Ａの係止部３ａをケース２の上方の開口端部に嵌合させた状態で下方に押し込むと、前記アクチュエータ３の係止部３ａがケース２の外縁部２ａを図示下方に乗り越え、前記キートップ４を備えたアクチュエータ３がケース２に装着される（スナップオン）。この操作前の状態では、前記操作部３Ｂの先端がスパイラル接触子７の巻き終端７ｃに当接している。
【００２５】
図１Ｂに示すように、前記キートップ４を押圧力Ｆで押し込むと、前記係止部３ａがケース２の外表面によって案内され、アクチュエータ３が図示下方に移動させられる。このとき、前記アクチュエータ３の操作部３Ｂの先端が前記スパイラル接触子７の巻き終端７ｃを下方に押圧するため、前記スパイラル接触子７が伸張させられる。そして、前記アクチュエータ３の天井部３Ｃがケース２の上部の開口端部に当接して図示下方への移動が規制されると同時に、前記操作部３Ｂによってスパイラル接触子７の巻き終端７ｃが前記固定電極５に接触させられ、前記可動電極６と固定電極５とが電気的に接続される。
【００２６】
前記スパイラル接触子７の巻き始端７ｂと巻き終端７ｃとの間が伸張させられるため、前記スパイラル接触子７の巻き終端７ｃが前記固定電極５に接触する瞬間に、前記巻き終端７ｃが前記固定電極５の表面を摺動する。よって、このとき巻き終端７ｃまたは／および前記固定電極５に付着している塵や汚れ、あるいは電極の表面（接触面）に形成されていた酸化膜などをセルフクリーニングすることができる。よって、前記可動電極６と固定電極５との間の電気的な接続不良の問題を解消することができる。すなわち、可動電極６を構成する前記スパイラル接触子７の巻き終端７ｃは摺動接点部として機能している。
【００２７】
また前記押圧力Ｆを解放すると、伸張状態にあった前記スパイラル接触子７の巻き始端７ｂと巻き終端７ｃとの間が収縮し、前記操作部３Ｂが上方に押し上げられる。よって、前記キートップ４を備えたアクチュエータ３が、図１Ａに示す操作前の状態に復帰させられる。すなわち、前記スパイラル接触子７の巻き始端７ｂと巻き終端７ｃとの間は、前記固定電極５と電気的に接続するための可動電極６の一部を構成しているとともに、前記固定電極５と接近する方向に伸縮自在に変形する弾性変形部としての機能を有している。したがって、従来のように、押し込まれたキートップを元の状態に復帰させる部材（特許文献１に記載されたドーム部や復帰ばね等）を、電極とは異なる別部材として設ける必要がない。よって、部品点数を低減することが可能である。
【００２８】
図３は本発明の第２の実施の形態として、図１Ｂ同様のスイッチ装置の操作中の状態を示す断面図である。
【００２９】
第２の実施の形態に示すスイッチ装置１０の構造は、前記第１の実施の形態に示すスイッチ装置１と比較すると、
前記ケース２内の段差部２ｂの下方に段差部２ｃが形成されており、この段差部２ｃに前記可動電極６と同じ構造からなる第２の可動電極１６が設けられている点、および基板８上に対向電極としての固定電極５が設けられていない点で異なっており、その他の構造は同じである。
【００３０】
すなわち、第２の実施の形態では、ケース２の内部に可動電極６と、対向電極として設けられた第２の可動電極１６とが所定の距離を隔て平行に積層されている。そして、前記操作部３Ｂの下方の位置に、前記可動電極６に設けられたスパイラル接触子７と前記第２の可動電極１６に設けられたスパイラル接触子１７とが対向している。
【００３１】
図３に示すように、キートップ４に押圧力Ｆを与えると、アクチュエータ３の操作部３Ｂが上層側の可動電極６のスパイラル接触子７を伸張させるとともに、下層側の第２の可動電極１６のスパイラル接触子１７をも伸張させるため、可動電極６と第２の可動電極１６とが確実に接触させられる。また前記操作部３Ｂは可動電極６と第２の可動電極１６の双方を押圧するため、弾性変形部としての機能も高めることができる。すなわち、第１の実施の形態に比較してキートップを押圧したときの操作感触を変えることができ、その操作性を高めることが可能である。
【００３２】
図４は本発明の第３の実施の形態として、図３同様にスイッチ装置の操作中の状態を示す断面図である。
【００３３】
第３の実施の形態に示すスイッチ装置２０の構造は、前記第２の実施の形態に示すスイッチ装置１０と比較すると、対向電極として設けられた第２の可動電極１６に加えて、ケース２の内部で且つ基板８の表面上にも対向電極として固定電極５が設けられている点で相異しており、その他の構造は同じである。
【００３４】
図４に示すスイッチ装置２０では、キートップ４に押圧力Ｆを与えてアクチュエータ３の操作部３Ｂを押し下げると、操作部３Ｂが上層側の可動電極６のスパイラル接触子７を下方に伸張させるため、前記スパイラル接触子７が下層側の第２の可動電極１６のスパイラル接触子１７に接触する。このとき上層側の可動電極６とその下層の第２の可動電極１６との間が電気的に接続された状態となる。
【００３５】
さらにキートップ４に対して大きな押圧力Ｆを与えると、前記下層側のスパイラル接触子１７も伸張させられ、その巻き終端（摺動接点部）１７ｃが前記固定電極５に接触させられる。この状態では、前記可動電極６、第２の可動電極１６および固定電極５の３つの電極すべてが電気的に接続された状態になる。
【００３６】
すなわち、第３の実施の形態では、キートップ４に与える押圧力Ｆの大きさを変えて操作部３Ｂの押し込み量を変えることにより、上層側の可動電極６と接続される電極が、第２の可動電極１６のみであるか、第２の可動電極１６と固定電極５の双方であるかを選択することができる。よって、押圧力Ｆに応じて接続される外部回路が切り換わるスイッチ回路を形成することができる。
【００３７】
なお、第２の実施の形態では可動電極６の下層に対向電極として第２の可動電極１６を配置した２層構造としたが、さらに複数の可動電極を積層方向に積み重ねることでスイッチ装置の操作感触を可変することができ、さらに優れた操作性とすることが可能である。
【００３８】
また第３の実施の形態においては、さらに複数の可動電極を積層方向に積み重ねることにより、複数の切り換え機能を有するスイッチ回路を構成することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、接点間の接触不良を引き起こし難くしたスイッチ装置を提供することができる。
【００４０】
また可動電極を複数段積み重ねることにより、複数の切り換え機能を有するスイッチ回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態としてのスイッチ装置の断面図を示し、Ａは操作前の状態、Ｂは操作中の状態、
【図２】可動電極に設けられたスパイラル接触子を示す平面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態として、図１Ｂ同様のスイッチ装置の操作中の状態を示す断面図、
【図４】本発明の第３の実施の形態として、図３同様のスイッチ装置の操作中の状態を示す断面図、
【符号の説明】
１，１０，２０  スイッチ装置
２  ケース
３  アクチュエータ
３Ｂ  操作部（操作部材）
４  キートップ
５  固定電極（対向電極）
６  可動電極
１６  第２の可動電極（対向電極）
７  スパイラル接触子
８  基板
【図１】
2004241140.tif 000003
【図２】
2004241140.tif 000004
【図３】
2004241140.tif 000005
【図４】
2004241140.tif 000006