(57)【要約】【課題】接点板への突起部の形成を容易に行うことができると共に、突起部の抜けを防止し、信頼性の高い反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置を提供する。【解決手段】反転可能な膨出部を有し、この膨出部の頂部に貫通孔１ｃが形成されたばね部材１と、貫通孔１ｃに挿入され、一端がばね部材の板厚方向の上面側に突出して保持された突起部材２と、この突起部材２の上面側に形成され、外部からの押圧力を伝達する押圧部２ａとを備え、突起部材２を中空環状の金属材で形成し、この金属材の環状の端部を変形させることにより、突起部材２をばね部材１の板厚方向の上下両面から挟み込むようにして貫通孔１ｃに抜け止め保持した。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転可能な膨出部を有し、この膨出部の頂部に貫通孔が形成されたばね部材と、前記貫通孔に挿入され、一端が前記ばね部材の板厚方向の上面側に突出して保持された突起部材と、この突起部材の上面側に形成され、外部からの押圧力を伝達する押圧部とを備え、前記突起部材を中空環状の金属材で形成し、この金属材の環状の端部を変形させることにより、前記突起部材を前記ばね部材の板厚方向の上下両面から挟み込むようにして前記貫通孔に抜け止め保持したことを特徴とする反転ばね。
【請求項２】
前記中空環状の金属材からなる突起部材を、一端側に段部を有するハトメ形状に形成し、前記段部と対向する他端側を外方に押し広げることにより前記突起部材を前記ばね部材の貫通孔に抜け止め保持したことを特徴とする請求項１記載の反転ばね。
【請求項３】
前記段部を前記ばね部材の貫通孔の下面側に位置させ、この段部の下面側に接点部を形成し、前記段部と対向する他端側を前記押圧部としたことを特徴とする請求項２記載の反転ばね。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の反転ばねと、固定接点と、この固定接点と導通する外部接続端子が配設された基台とを備え、前記反転ばねの接点部を前記固定接点に対向させると共に、外部から前記押圧部を操作可能に前記基台上に配置したことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項５】
前記反転ばねの上面を覆う粘着シートを備え、この粘着シートを前記突起部材の押圧部が露出するように前記反転ばねの上面に粘着したことを特徴とする請求項４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、反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置に係り、携帯電話など小型の電子機器の押釦スイッチに好適な反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置の構造としては、固定接点が形成された基台と、この基台上に固定接点と対向配置されたドーム状の反転部を有する反転ばねとから構成されている。
【０００３】
反転ばねは、上面側に押圧操作用のキートップが配設されて使用されるものとなっており、電子機器の化粧パネル側からこのキートップを押圧することにより、反転ばねの上面が押圧されて、下面に一体的に形成された接点部が反転して固定接点と接触することにより、接点の切り換えが行われるものである。
【０００４】
押圧操作用のキートップの下面には、ドーム状の反転ばねの頂部を押圧するための突起が一体形成されており、キートップが押圧されると、その押圧力がこの突起を介して反転ばねの頂部に伝達されるため、反転ばねがクリック感を伴って反転して固定接点に接触するものとなる。
【０００５】
この場合、キートップ下面の突起と、反転ばねのドーム頂部との間に相対位置のバラツキがあると、操作フィーリングに影響してくることから、これを解決するために、従来の構成においては、キートップ下面の突起の代りに、反転ばねの上面に樹脂で突起を形成することにより、キートップの押圧力を反転ばねのドーム頂部に伝達する構造が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
しかし、上記の反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置の構造は、反転ばねのドーム頂部に印刷などにより樹脂を盛って突起を形成するため、突起の厚みのコントロールが難しく、精度良く形成することが困難であった。
そこで、本出願人は、反転ばねのドーム頂部に、金属材からなる突起部材をかしめて突起部を形成する構成の反転ばね（接点板）の出願を行った（特願２００２−０２９２６８号参照）。
【０００７】
この構造によれば、押圧部を容易に反転ばねの膨出部の頂部に形成でき、キートップとの相対位置ずれがあっても、反転ばねの膨出部の頂部に確実に押圧力を伝達することができ、良好なフィーリングが得られるものとなっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−００７８６２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置の構造においては、突起部の上面側をスイッチ操作時の押圧部として用いるため、押圧方向への反転ばねの突起部材の抜け強度を確保する必要があるが、突起部材のかしめ時の外形方向への肉の広がりを大きくできず、反転ばねと突起部材とのかしめ部の嵌合寸法を大きくできないことから、抜け強度が弱く押圧時に突起部が抜け落ちてしまうという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明では上述した問題点を解決し、反転ばねへの突起部の形成を容易に行うことができると共に、突起部の抜けを防止し、信頼性の高い反転ばね及びこれを用いたスイッチ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では第１の手段として、反転ばねは、反転可能な膨出部を有し、この膨出部の頂部に貫通孔が形成されたばね部材と、前記貫通孔に挿入され、一端が前記ばね部材の板厚方向の上面側に突出して保持された突起部材と、この突起部材の上面側に形成され、外部からの押圧力を伝達する押圧部とを備え、前記突起部材を中空環状の金属材で形成し、この金属材の環状の端部を変形させることにより、前記突起部材を前記ばね部材の板厚方向の上下両面から挟み込むようにして前記貫通孔に抜け止め保持したことを特徴とする。
【００１２】
また、第２の手段として、反転ばねは、前記中空環状の金属材からなる突起部材を、一端側に段部を有するハトメ形状に形成し、前記段部と対向する他端側を外方に押し広げることにより前記突起部材を前記ばね部材の貫通孔に抜け止め保持したことを特徴とする。
【００１３】
また、第３の手段として、反転ばねは、前記段部を前記ばね部材の貫通孔の下面側に位置させ、この段部の下面側に接点部を形成し、前記段部と対向する他端側を前記押圧部としたことを特徴とする。
【００１４】
また、第４の手段として、スイッチ装置は、第１乃至第３の手段の何れかに記載の反転ばねと、固定接点と、この固定接点と導通する外部接続端子が配設された基台とを備え、前記反転ばねの接点部を前記固定接点に対向させると共に、外部から前記押圧部を操作可能に前記基台上に配置したことを特徴とする。
【００１５】
また、第５の手段として、スイッチ装置は、前記反転ばねの上面を覆う粘着シートを備え、この粘着シートを前記突起部材の押圧部が露出するように前記反転ばねの上面に粘着したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７に示す。図１は本発明の反転ばねの断面図、図２乃至図４は反転ばねの製造工程を示し、図２は突起部材のかしめ前の部分詳細図、図３はかしめ時の金型との関係を示す部分詳細図、図４はかしめ後の部分詳細図、図５は反転ばねを実装したスイッチ装置の平面図、図６は同じくスイッチ装置の断面図、図７は反転ばねを実装した他のスイッチ装置の一部を破断した分解斜視図である。
【００１７】
図１において、反転ばね１は、片面に銀めっきなどの表面処理が施されたりん青銅などの金属薄板を略円盤状に打ち抜いた導電性のばね部材から形成されており、その表面処理がなされた側を下面として外周縁部１ａから中心部に向かって所定角度で立ちあがるスカート部１ｂと、このスカート部１ｂに連続してドーム状に膨出した頂部１ｃとがプレスなどの方法で形成されている。また、前記頂部１ｃの中央には板厚方向に貫通する貫通孔１ｄが形成されており、この貫通孔１ｄ内には導電材料で中空の環状に形成された突起部材２が、前記貫通孔１ｄの上下方向に貫通した状態で抜け止め固定されている。
【００１８】
前記突起部材２の上面側には、外部からの押圧力を伝達す押圧部２ａが形成されており、また、下面側には、前記ばね部材の膨出部の下面側に突出させて接点部２ｂが形成されている。また、前記突起部材２は、中央に貫通する孔２ｃを有する略円筒状に形成されており、下端側には段部２ｄが設けられてハトメ形状に形成されている。そして、前記段部２ｄが前記反転ばね１の貫通孔１ｄの下側に配置されて、これと対向する上端側が前記ばね部材の上面側に突出して保持されている。また、前記段部２ｄの下面側に前記接点部２ｂが形成されており、中空状に形成された前記孔１ｄの内周縁部が接触ポイントとして前記接点部２ｂの接触面を構成している。
【００１９】
このように、前記段部２ｄをばね部材の前記貫通孔１ｄの下面側に位置させ、この段部２ｄの下面側に前記接点部２ｂを形成して、前記段部２ｄと対向する他端側を前記押圧部２ａとしたので、前記押圧部２ａの反対側に精度良く前記接点部２ｂを形成することができると共に、中空環状の内周縁部を接触ポイントとして用いることができるので、接触ポイントが増えることで、耐塵埃性を向上できるものとなる。
【００２０】
前記突状部材２を、前記反転ばね１のばね部材へ固着する場合には、まず、図２に示すように、黄銅などの導電性の金属材で下端側に段部２ｄを有するハトメ形状に形成された突起部材２を、外径が前記貫通孔１ｄの内径よりもわずかに小径となるように形成する。そして、前記突起部材２を略円盤状の外形に打ち抜かれた前記ばね部材の貫通孔１ｄ内に、前記段部２ｄが下面側に位置するようにして互いのめっき面が同一方向になるように配置する。
【００２１】
次に、図３に示すように、金属材からなる前記突起部材２を上下方向から上型Ｊと下型Ｋとで挟み込んで、加圧変形させることにより、前記突起部材２の外周部を前記ばね部材の貫通孔１ｄの内縁に食い込ませて抜け止めを形成し保持させる。また、同時に、前記突起部材の上面には前記押圧部２ａを、下面には前記接点部２ｂを形成する。
【００２２】
この時、前記上型Ｊの中央には、前記突起部材２の孔２ｃの内周部に当接する円弧状の凸部Ｊａが形成されており、前記突起部材２の加圧変形時に、前記凸部Ｊａによって前記突起部材２の上面側が外方に押し広げられるようになっている。これと同時に前記上型Ｊの平坦部によって上面側に前記押圧部２ａが形成される。
【００２３】
そして、この結果、図４に示すように、前記突起部材２の上面側の肉厚が中央部から外周部方向へ押し広げられて前記ばね部材の貫通孔１ｄの内縁に食い込むことにより、前記突起部材２は、前記ばね部材の板厚方向の上下両面から挟み込むように前記ばね部材の貫通孔１ｄに抜け止め保持されるものとなる。
そして、このようにして前記突起部材２が一体化された前記ばね部材を、図示しないプレス金型によって絞り加工することにより、前記ばね部材に前記スカート部１ｂと頂部１ｃとを有するドーム状の膨出部が形成されて前記反転ばね１が形成されるものとなっている。
【００２４】
このように、予め前記ばね部材に前記突起部材２を一体化しておき、しかる後に前記ばね部材をプレス成形してドーム状に形成することにより、反転可能な膨出部と外部からの押圧部２ａを精度良く形成することができる。また、前記突状部材２を導電材料で形成することにより、前記押圧部２ａに対して前記接点部２ｂをも精度良く形成することができる。
【００２５】
上記のようにして形成された前記反転ばね１は、前記外周縁部１ａの下面を被支持面として後述する周辺固定接点上に配置されて、前記押圧部２ａの外部からの押圧によって前記頂部１ｃが反転して、前記接点部２ｂが中央固定接点と接触可能となっている。また、前記反転ばね１は、ばね部材と突起部材２とが互いの表面処理が施された側が下面側になるように一致させて一体化されているので、固定接点に接触する前記外周縁部１ａの下面及び前記接点部２ｂとが銀メッキなどの表面処理面となるため、接点間の導通を確実に行うことができる。
【００２６】
上記した構成によれば、前記突起部材２を中空環状の金属材で形成し、この金属材の環状の端部を変形させることにより、前記突起部材２をばね部材の板厚方向の上下両面から挟み込むようにして貫通孔１ｄに抜け止め保持するようにしたので、簡単な構成で、前記突起部材２のかしめ時のばね部材とのかしめ部の嵌合寸法（食い込み量）を得ることができ、押圧時に前記突起部材２が抜け落ちてしまうのを防止することができる。また、前記反転ばね１の頂部１ｃに反転時の空気抜け用の前記孔２ｃを設けることができるので、前記反転ばね１の反転時には良好な操作フィーリングが得られるものとなっている。
【００２７】
また、前記突起部材２を、一端側に前記段部２ｄを有する中空環状のハトメ形状に形成し、前記段部２ｄと対向する他端側を外方に押し広げることにより前記突起部材２を前記ばね部材の貫通孔１ｄに抜け止め保持したので、環状の端部を外方に押し広げるだけで前記突起部材２を前記ばね部材に保持できるため、加工が容易で、かつ材料コストの低減が図れるものとなっている。
【００２８】
次に、図５及び図６で前記反転ばね１を実装したスイッチ装置の構成について説明する。図５及び図６は、上記した反転ばね１を単キースイッチとして構成した場合の押釦スイッチの構成を示す。
【００２９】
押釦スイッチ１０の基台としてのハウジング１１は合成樹脂などの絶縁材からなり、矩形状の底板部１１ａの外周を環状に取り囲んで起立する側壁１１ｂによって上部が開放された箱状の収納部１２が形成されている。そして、このハウジング１１の底板部１１ａには、導電性の金属材からなる一対の端子材がインサート成形されており、その一端が底板部１１ａ内で屈曲されて前記収納部１２内に突出して中央固定接点１６ａが形成されている。
また、他方の端子材の一端は、底板部１１ａ内で二股に分岐して各々が前記収納部１２内に中央固定接点１６ａを挟んで突出して一対の周辺固定接点１６ｂが設けられている。
【００３０】
中央固定接点１６ａは、ハウジング１１の収納部１２の略中央に位置し、収納部１２への底板部１１ａからの突出量が、中央固定接点１６ａに対して周辺固定接点１６ｂが若干高くなるように形成されている。
そして、中央固定接点１６ａに接続した端子材の他端部は、ハウジング１１外に導出されて前記側壁１１ｂに沿って曲げられ面実装用の半田付け部を有する外部接続端子１５ａが形成されている。同様に、周辺固定接点１６ｂに接続した端子材の他端部には、面実装用の半田付け部を有する外部接続端子１５ｂが形成されている。
【００３１】
そして、前記反転ばね１が前記ハウジング１１の凹状の収納部１２に収容され、その外周縁部１ａが周辺固定接点１６ｂ上に載置されて常時接触すると共に、接点部２ｂが中央固定接点１６ａ上に接離可能に対向配置されて可動接点を形成している。また、前記ハウジング１１内に収納された前記反転ばね１は、その上面が絶縁性の粘着シート１３によって覆われている。また、前記粘着シート１３は、前記突起部材２の押圧部２ａが露出するように前記反転ばね１の上面に粘着されており、密封しても前記押圧部２ａの孔２ｃが空気流路として作用するようになっている。そして、前記粘着シート１３の貼付けしろ１３ａが前記ハウジング１１の上面に粘着層によって固着されることにより外部からの塵埃の侵入を防止している。
【００３２】
次に、上記構成の押釦スイッチ１０の動作について説明する。
押釦スイッチ１０の押圧部２ａの非押圧時には、前記反転ばね１のばね力によって、中央固定接点１６ａと接点部２ｂとは離間しており、スイッチは電気的にオフ状態となっている。
【００３３】
この状態から、前記押圧部２ａが図示しないキートップなどで押圧操作されると、粘着シート１３を撓ませながら反転ばね１が座屈反転してクリック感を創出すると共に、中央固定接点１６ａと接点部２ｂとが接触し、スイッチが電気的にオン状態となり、外部接続端子１５ａ、１５ｂを通じて、電子機器へ信号が送出されるものとなる。
【００３４】
この時、前記反転ばね１の上面は、前記粘着シート１３によって覆われているが、前記粘着シート１３は、前記押圧部２ａが露出するように前記反転ばね１の上面に粘着されていることから、密封しても前記押圧部２ａの孔２ｃが空気流路として作用するので、良好な操作性を維持した状態で、前記粘着シート１３によって耐塵埃性を向上することができるものとなる。
【００３５】
また、前記反転ばね１の頂部１ｃには、前記押圧部２ａが形成されているため、キートップの取り付け誤差や、押圧時の傾きなどにより、反転ばね１の頂部との相対位置ずれが発生したとしても、キートップからの押圧力を反転ばね１に確実に付与でき、良好な操作フィーリングが得られるものとなっている。
【００３６】
図７に示すのは、前記反転ばね１を固定接点が形成された接点基板上に多数実装してシート状スイッチ装置を構成したものである。
シート状スイッチ装置４０における基台としての接点基板３０は、絶縁性の樹脂などの積層板から形成されており、その表面に銅箔や、カーボンなどにより複数組みの固定接点３１が形成されている。この固定接点３１は、環状に形成された周辺固定接点３１ｂの内側に離間させて中央固定接点３１ａが配設されてなり、各々が接続パターンによって外部端子に接続されている。そして、この周辺固定接点３１ｂに上記反転ばね１の外周縁部１ａが常時導通可能に載置されると共に、反転ばね１の接点部２ｂが中央固定接点３１ａ上に接離可能に対向配置されて可動接点を形成している。
【００３７】
また、反転ばね１は、押圧部２ａを設けた側が、下面に粘着層を形成した絶縁性の可撓性粘着シート３５によって覆われている。そして、粘着シート３５の貼付けしろ３５ａに形成された粘着層によって、接点基板３０の上面に固着されてシート状スイッチ装置４０が形成されると共に、接点部内への外部からの塵埃の侵入を防止している。
【００３８】
上記のように構成されたシート状スイッチ装置４０は、可撓性粘着シート３５の上面にキートップを配置して電子機器に組み込まれるが、この組込み時にキートップと反転ばね１との相対位置にずれが生じたとしても、キートップからの押圧力を押圧部２ａを介して反転ばね１に確実に付与でき、良好な操作フィーリングが得られるものとなっている。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反転ばねは、反転可能な膨出部を有し、この膨出部の頂部に貫通孔が形成されたばね部材と、貫通孔に挿入され、一端がばね部材の板厚方向の上面側に突出して保持された突起部材と、この突起部材の上面側に形成され、外部からの押圧力を伝達する押圧部とを備え、突起部材を中空環状の金属材で形成し、この金属材の環状の端部を変形させることにより、突起部材をばね部材の板厚方向の上下両面から挟み込むようにして貫通孔に抜け止め保持したことから、簡単な構成で、突起部材のかしめ時のばね部材とのかしめ部の嵌合寸法（食い込み量）を得ることができ、押圧時に突起部材が抜け落ちてしまうのを防止することができる。また、反転ばねの頂部に空気抜け用の孔を設けることができるので、良好な操作フィーリングを得ることができる。
【００４０】
また、中空環状の金属材からなる突起部材を、一端側に段部を有するハトメ形状に形成し、段部と対向する他端側を外方に押し広げることにより突起部材をばね部材の貫通孔に抜け止め保持したことから、環状の端部を外方に押し広げるだけで突起部材をばね部材に保持できるので、加工が容易で、かつ材料コストの低減が図れる。
【００４１】
また、段部をばね部材の貫通孔の下面側に位置させ、この段部の下面側に接点部を形成し、段部と対向する他端側を押圧部としたことから、押圧部の反対側に精度良く接点部を形成することができ、中空環状の内周縁部を接触ポイントとして用いることができるので、耐塵埃性を向上できる。
【００４２】
また、スイッチ装置は、第１乃至第３の手段の何れかに記載の反転ばねと、固定接点と、この固定接点と導通する外部接続端子が配設された基台とを備え、反転ばねの接点部を固定接点に対向させると共に、外部から押圧部を操作可能に基台上に配置したことから、キートップと反転ばねとの間に相対位置ずれが生じた場合であっても、反転ばねの膨出部の頂部へキートップの押圧力を確実に伝達することができると共に、反転ばねの頂部に空気抜け用の孔を設けることができるので、良好な操作フィーリングを得ることができる。
【００４３】
また、反転ばねの上面を覆う粘着シートを備え、この粘着シートを突起部材の押圧部が露出するように反転ばねの上面に粘着したことから、密封しても突起部材の押圧部に空気流路が設けられているので、良好な操作性を維持した状態で、粘着シートによって耐塵埃性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である反転ばねを示す断面図である。
【図２】本発明の突起部材のかしめ前の状態を示す部分詳細図である。
【図３】本発明の突起部材のかしめ時の金型との関係を示す部分詳細図である。
【図４】本発明の突起部材のかしめ後の状態を示す部分詳細図である。
【図５】本発明の反転ばねを実装したスイッチ装置を示す平面図である。
【図６】本発明の反転ばねを実装したスイッチ装置を示す断面図である。
【図７】本発明の反転ばねを実装した他のスイッチ装置の一部を破断した状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  反転ばね（ばね部材）
１ａ  外周縁部
１ｂ  スカート部
１ｃ  頂部
１ｄ  貫通孔
２  突起部材
２ａ  押圧部
２ｂ  接点部
２ｃ  孔
２ｄ  段部
１０  押釦スイッチ
１１  ハウジング
１１ａ  底板部
１１ｂ  側壁
１２  収納部
１３  粘着シート
１３ａ  貼付けしろ
１５ａ，１５ｂ  外部接続端子
１６  固定接点
１６ａ  中央固定接点
１６ｂ  周辺固定接点
３０  接点基板
３１  固定接点
３１ａ  中央固定接点
３１ｂ  周辺固定接点
３５  可撓性粘着シート
３５ａ  貼付けしろ
４０  シート状スイッチ装置
Ｊ  上型
Ｊａ  凸部
Ｋ  下型
【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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