(57)【要約】【課題】長手方向と短手方向を備えた形状のものにあって良好なクリックアクション機能を発揮することが可能なスイッチ用接点バネを提供すること。【解決手段】長手方向延長部と短手方向延長部を備えると共に、中央部にドーム型屈曲部を備え、上記ドーム型屈曲部に凸側から荷重を作用させてこれを座屈させることによりクリック感覚を発揮させるようにしたものである。すなわち、従来のアーチ型に対してこれをドーム型にすることにより、荷重を全周にて支持可能とし、それによって、剛性を高めて座屈現象を確実に発生せしめ、良好なクリック感覚を得るようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向延長部と短手方向延長部を備えると共に、中央部にドーム型屈曲部を備え、上記ドーム型屈曲部に凸側から荷重を作用させてこれを座屈させることによりクリック感覚を発揮させるようにしたことを特徴とするスイッチ用接点バネ。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチ用接点バネにおいて、
上記ドーム型屈曲部は、上記長手方向延長部に沿って設けられた長手方向屈曲部と、上記短手方向延長部に沿って設けられた短手方向屈曲部とから構成されていることを特徴とするスイッチ用接点バネ。
【請求項３】
請求項１記載のスイッチ用接点バネにおいて、
上記ドーム型屈曲部はその横断面形状が楕円形をなしていることを特徴とするスイッチ用接点バネ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載のスイッチ用接点バネにおいて、
長手方向延長部の長さが短手方向延長部の長さの１．５倍以上であることを特徴とするスイッチ用接点バネ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載のスイッチ用接点バネにおいて、
外形が略長方形又は楕円形をなしていることを特徴とするスイッチ用接点バネ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本願発明は、例えば、オーディオ機器、ビデオ機器、通信機器、測定機器等の各種電気機器や電子機器において使用されるスイッチの部品であるスイッチ用接点バネに係り、特に、長手方向延長部と短手方向延長部を備えた形状のものにあって、動作時に良好なクリック感覚を提供することができるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種電気機器や電子機器の信号入力部に使用されているスイッチを示すものとしては、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されているようなものがある。
尚、これら特許文献１、特許文献２は、何れも本件特許出願人によるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１６８６５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１６８６６号公報
【０００４】
上記特許文献１に開示されているスイッチ２０１の構成を図９に示す。図９（ａ）はスイッチ２０１の構成を示す断面図であり、図９（ｂ）はスイッチ２０１を構成する部品の一つであるスイッチ用接点バネの構成を示す平面図である。
まず、図９（ａ）を参照してスイッチ２０１の構成を説明する。スイッチケース２０３があり、このスイッチケース２０３は有底状をなしていて、上端は開口部２０５となっている。上記開口部２０５はスイッチカバ２０７によって閉塞されている。
【０００５】
上記スイッチカバ２０７の中央部には開口部２０９が形成されていて、この開口部２０９には操作釦２１１が嵌合・配置されている。上記スイッチケース２０３の底面であって中央部には固定接点部２１３が設けられている。又、スイッチケース２０３の底面であって外周部には接触片２１５が設けられている。又、上記スイッチケース２０３内にはスイッチ用接点バネ２１７が設置されている。上記スイッチ用接点バネ２１７の上面側であって中心部には凸部２１９が突設されている。又、上記スイッチ用接点バネ２１７の中央部は可動接点部２２１となっていて、この可動接点部２２１の図中下面側であって中心部には凹部２２３が形成されていて、この凹部２２３の縁がエッジ部２２５となっている。
尚、図中符号２２７で示す部分が屈曲部である。
【０００６】
既に説明した操作釦２１１の下面側には鍔部２２９が設けられていると共に、この鍔部２２９の下面側であって中心部には突起２３１が突設されている。
【０００７】
上記スイッチ用接点バネ２１７は、図９（ｂ）に示すように、円形をなしているものである。そして、図９（ｂ）に示すように、ドーム部２３３とスカート部２３５とから構成されている。
【０００８】
上記構成において、操作者が操作釦２１１を押圧・操作することにより、スイッチ用接点バネ２１７は、そのときの押圧荷重（Ｎ）に応じてドーム部２３３が弾性変形して扁平な状態となる。すなわち、可動接点部２２１がクリックアクションを起こすストロークを過ぎると、スイッチ用接点バネ２１７は、屈曲部２２７を屈曲線として反りの方向を反転させる。それによって、可動接点部２２１のエッジ部２２５を固定接点部２１３の表面に接触させる。これによって、可動接点部２２１のエッジ部２２５と固定接点部２１３は電気的に導通し、スイッチは「オン」の状態になる。
【０００９】
ところで、上記のようなスイッチにおいて、スイッチ用接点バネとして長方形或いは楕円形状のものを使用する必要性が生じる場合がある。これは主に設置スペース的な理由によるものである。具体的には、携帯電話の側面にスイッチを設けるような場合であり、横方向の寸法に対して厚さ方向の寸法に大きな限界があり、そのままでは、図９（ｂ）に示したような円形のスイッチ用接点バネ２１７を使用することができない場合である。
勿論、径を小さくすることも考えられるが、それでは、スイッチそのものが極めて小さなものになってしまって現実性がなくなってしまうことになり、又、スイッチ用接点バネとしても十分に機能し得るだけのばね力を得られなくなってしまう。
【００１０】
そこで、図１０に示すような略長方形をなすスイッチ用接点バネ３０１の使用が考えられている。上記スイッチ用接点バネ３０１は略アーチ状をなしている。すなわち、図１０（ａ）中縦方向に沿って比較的大きく湾曲した形状をなしていると共に｛図１０（ｂ）に示すように｝、横方向には殆ど湾曲していない形状になっていて｛図１０（ｃ）に示すように｝、全体として、上記したように、略アーチ状をなしているものである。
【００１１】
上記スイッチ用接点バネ３０１の構成を若干説明すると、長手方向延長部３０３と、短手方向延長部３０５とを備えている。上記長手方向延長部３０３には、屈曲部３０７、３０９が形成されていて、これら屈曲部３０７、３０９は、図１０（ｂ）に示すように、滑らかに連続的に形成されている。又、これら屈曲部３０７、３０９の外側には、スカート部３１１、３１３が設けられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、従来の略長方形のスイッチ用接点バネ３０１の場合には、略アーチ状に形成されているので、十分なクリック感覚を発揮することができないという問題があった。
この点に関して若干説明を加えると、そもそもこの種のスイッチ用接点バネ３０１が良好なクリック感覚を発揮しながら変形するメカニズムは次のようなものである。すなわち、スイッチ用接点バネ３０１に凸側より荷重を作用させていくと、やがてスイッチ用接点バネ３０１の剛性が荷重に負けて座屈することになる。それによって、所望のクリック感覚が発揮されるものである。
ところが、図１０に示したような略アーチ型をなすスイッチ用接点バネ３０１の場合には、その剛性が十分ではなく、よって、荷重に負けて座屈する前に変形してしまい、それが原因して良好なクリック感覚を得られないものであると考えられる。
【００１３】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、長手方向延長部と短手方向延長部を備えた形状のものにあって良好なクリック感覚を発揮することが可能なスイッチ用バネを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるスイッチ用接点バネは、長手方向延長部と短手方向延長部を備えると共に、中央部にドーム型屈曲部を備え、上記ドーム型屈曲部に凸側から荷重を作用させてこれを座屈させることによりクリック感覚を発揮させるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるスイッチ用接点バネは、請求項１記載のスイッチ用接点バネにおいて、上記ドーム型屈曲部は、上記長手方向延長部に沿って設けられた長手方向屈曲部と、上記短手方向延長部に沿って設けられた短手方向屈曲部とから構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるスイッチ用接点バネは、請求項１記載のスイッチ用接点バネにおいて、上記ドーム型屈曲部はその横断面形状が楕円形をなしていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるスイッチ用接点バネは、請求項１〜請求項３の何れかに記載のスイッチ用接点バネにおいて、長手方向延長部の長さが短手方向延長部の長さの１．５倍以上であることを特徴とするものである。
又、請求項５によるスイッチ用接点バネは、請求項１〜請求項４の何れかに記載のスイッチ用接点バネにおいて、外形が略長方形又は楕円形をなしていることを特徴とするものである。
【００１５】
すなわち、本願発明によるスイッチ用接点バネは、長手方向延長部と短手方向延長部を備えると共に、中央部にドーム型屈曲部を備え、上記ドーム型屈曲部に凸側から荷重を作用させてこれを座屈させることによりクリック感覚を発揮させるようにしたものである。すなわち、従来のアーチ型に対してこれをドーム型にすることにより、荷重を全周にて支持可能とし、それによって、剛性を高めて座屈現象を確実に発生せしめ、良好なクリック感覚を得るようにしたものである。
その際、ドーム型屈曲部をどのように構成するかについては様々な構成が考えられるが、例えば、ドーム型屈曲部を、上記長手方向延長部に沿って設けられた長手方向屈曲部と、上記短手方向延長部に沿って設けられた短手方向屈曲部とから構成することが考えられ、又、ドーム型屈曲部をその横断面形状が楕円形をなしているように構成することが考えられる。
又、長手方向延長部の長さが短手方向延長部の長さの１．５倍以上であるような場合に特に効果的である。
尚、外形に関しては様々なものが想定されるが、例えば、略長方形又は楕円形をなしているようなものが考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、図１を参照して本実施の形態によるスイッチ用接点バネ１の構成を説明する。図１（ａ）はスイッチ用接点バネ１の構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
スイッチ用接点バネ１は略長方形状をなしていて、長手方向延長部３と短手方向延長部５とから構成されている。
【００１７】
上記長手方向延長部３には、長手方向屈曲部７、９が対向・配置されている。これら長手方向屈曲部７、９は、図１（ｂ）に示すように、滑らかな曲線状にて連続的に形成されている。一方、上記短手方向延長部５には、短手方向屈曲部１１、１３が対向・配置されている。これら短手方向屈曲部１１、１３も、図１（ｃ）に示すように、滑らかな曲線状にて連続的に形成されている。そして、上記長手方向屈曲部７、９、短手方向屈曲部１１、１３によって、全体としてドーム型の屈曲部を形成しているものである。
又、上記長手方向屈曲部７、９、短手方向屈曲部１１、１３の外周側には、長手方向スカート部１５、１７、短手方向スカート部１９、２１が形成されている。これら長手方向スカート部１５、１７、短手方向スカート部１９、２１が荷重を支持する支持部として機能するものである。
【００１８】
上記構成をなすスイッチ用接点バネ１の特性について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、スイッチ用接点バネ１に押圧荷重が作用していき、スイッチ用接点バネ１が座屈・反転し、固定接点部に接触して「オン」するまでの特性を示したものである。そして、横軸にストローク（ｍｍ）  をとり、縦軸に荷重（ｇｆ）をとって両者の関係を示した図である。又、図中符号ＲＦは復帰荷重を示し、符号ＯＦは動作荷重を示している。又、図３はスイッチ用接点バネ１の変化を順次示した図である。
【００１９】
まず、図３（ａ）はスイッチ用接点バネ１に対して何等荷重が作用していない状態を示しており、この場合には、図２中符号Ａで示す位置に相当する。つまり、作用している荷重が「０」であって、ストロークも「０」である。
その状態からスイッチ用接点バネ１に作用する荷重を徐々に増加させていく。それによって、図２に示すように、荷重も徐々に増加していくと共にストロークも徐々に増大していく。
【００２０】
次に、図３（ｂ）はスイッチ用接点バネ１に作用する荷重が増大していって、スイッチ用接点バネ１が座屈して反転し始める状態を示している。図２においてそのタイミングを符号Ｂで示す。スイッチ用接点バネ１に作用する荷重は最大になっている。上記座屈による反転動作によって所望のクリック感覚を得ることができるものである。
上記クリック感覚は次の式（Ｉ）に示すクリック率（ＣＫ率）として表される。
ＣＫ率＝（ＯＦ−ＲＦ）×１００／ＯＦ―――（Ｉ）
次に、図３（ｃ）はスイッチ用接点バネ１が反転して基板３１に接触した様子を示している。図２においてそのタイミングを符号Ｃで示す。このときにスイッチは「オン」となっている。
【００２１】
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、動作時に十分なクリック感触を感じせしめることができるようになった。これは、従来のアーチ型に対してドーム型形状にしたからであって、それによって、剛性を高めて、座屈現象を確実に生じさせるようにしたからである。
又、長手方向と短手方向を備えた形状のものにあって良好なクリックアクションを提供することができるようになったので、例えば、携帯電話の側面等のように、厚み方向に十分なスペースが確保できないような場合に対して効果的に対応することができるようになった。
【００２２】
ここで、図４乃至図７を参照して本実施の形態による作用・効果を従来との比較で説明し、十分なクリック感覚を得ることができるようになったことを実証する。図４は図１０に示した従来のスイッチ用接点バネ３０１の形状を測定したデータを示す図であり、図４（ａ）はスイッチ用接点バネ３０１の長手方向延長部に沿った形状を示し、図４（ｂ）は短手方向延長部に沿った形状を示している。これによると、長手方向延長部の極率半径が短手方向延長部の極率半径に対して極端に大きくなっており、長手方向延長部にのみ湾曲した略アーチ型をなしていることがわかる。
一方、図５は本実施の形態によるスイッチ用接点バネ１の形状を測定したデータを示す図であり、図５（ａ）はスイッチ用接点バネ１の長手方向延長部３に沿った形状を示し、図５（ｂ）は短手方向延長部５に沿った形状を示している。これによると、長手方向延長部３の極率半径と短手方向延長部５の極率半径が比較的近似しており、つまり、長手方向延長部３及び短手方向延長部５の両方に対して湾曲した略ドーム型をなしていることがわかる。
【００２３】
上記のような形状の違いによって得られるクリック感覚に大きな違いが出てくるものである。
まず、図４に示した従来タイプに関して第１サンプルと第２サンプルを採取して荷重を作用させる実験を行った。その結果、図６に示すようなデータを得ることができた。図６（ａ）が第１サンプルに関するデータであり、図６（ｂ）が第２サンプルに関するデータである。何れの場合も右肩上がりの特性を呈しており、良好なクリック感覚を得るには至らなかった。これは、従来例の説明の個所でも述べたように、スイッチ用接点バネが略アーチ型をなしていて、二箇所で荷重を支持する構造であって剛性が不十分であるために、座屈する前に変形してしまうからであると考えられる。
【００２４】
これに対して、図５に示した本実施の形態タイプに関して第１サンプルと第２サンプルを採取して荷重を作用させる実験を行った。その結果、図７に示すようなデータを得ることができた。図７（ａ）が第１サンプルに関するデータであり、図７（ｂ）が第２サンプルに関するデータである。何れの場合もピーク荷重を過ぎた後に荷重が急激に低下しており、良好なクリック感覚を得ることができたものである。これは、本実施の形態によるスイッチ用接点バネ１の場合には、略ドーム形状をなしていて全周で支えるような構造であって十分な剛性を備えているので、座屈現象が発生して良好なクリック感覚を発揮しているものである。
尚、図７に示す実験データは図２に示した理論特性に極めて近似したものとなっている。
【００２５】
次に、図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態によるスイッチ用接点バネ１０１は略長方形状をなしていて、長手方向延長部１０３と短手方向延長部１０５とから構成されている。
【００２６】
上記スイッチ用接点バネ１０１の中央部には屈曲部１０７が形成されていて、該屈曲部１０７の横断面形状は楕円径をなしている。又、図８（ａ）に示すように、厚み方向に沿って複数本の等高線１０９が表われている。又、屈曲部１０７の外周にはスカート部１１１が形成されている。
【００２７】
したがって、この第２の実施の形態の場合にも前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものであり、さらに、それ以上の効果を得ることができるものである。
【００２８】
尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、スイッチ用接点バネ自体の形状に関しては、長手方向延長部と短手方向延長部を備えた様々な形状が想定される。
又、ドーム型の屈曲部に関しても様々な形状が想定される。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によるスイッチ用接点バネによると、まず、動作時に十分なクリック感触を感じせしめることができるようになった。これは、従来のアーチ型に対してドーム型形状にしたからである。
又、長手方向と短手方向を備えた形状のものにあって良好なクリックアクションを提供することができるようになったので、例えば、携帯電話の側面等のように、厚み方向に十分なスペースが確保できないような場合に対して効果的に対応することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１（ａ）はスイッチ用接点バネの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スイッチ用接点バネの荷重特性を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スイッチ用接点バネの作用を説明するための図で、図３（ａ）は荷重が「０」の場合のスイッチ用接点バネの様子を示す側面図、図３（ｂ）は荷重が最も高くなってスイッチ用接点バネが反転を開始するときの様子を示す側面図、図３（ｃ）はスイッチ用接点バネが基板に接触したときの様子を示す側面図である。
【図４】従来例を示す図で、スイッチ用接点バネの形状を測定して長手方向及び短手方向のデータを示す図で、図４（ａ）は長手方向に沿った形状を示す図、図４（ｂ）は短手方向に沿った形状を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スイッチ用接点バネの形状を測定して長手方向及び短手方向のデータを示す図で、図５（ａ）は長手方向に沿った形状を示す図、図５（ｂ）は短手方向に沿った形状を示す図である。
【図６】従来例を示す図で、スイッチ用接点バネに作用する荷重と変位の関係を示す特性図で、図６（ａ）は第１サンプルの特性図、図６（ｂ）は第２サンプルの特性図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スイッチ用接点バネに作用する荷重と変位の関係を示す特性図で、図７（ａ）は第１サンプルの特性図、図７（ｂ）は第２サンプルの特性図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図８（ａ）はスイッチ用接点バネの平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のｂ−ｂ断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
【図９】従来例を示す図で、図９（ａ）はスイッチの構成を示す断面図、図９（ｂ）はスイッチ用接点バネの平面図である。
【図１０】従来例を示す図で、図１０（ａ）はスイッチ用接点バネの平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のｂ−ｂ断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
【符号の説明】
１  スイッチ用接点バネ
３  長手方向延長部
５  短手方向延長部
７  長手方向屈曲部
９  長手方向屈曲部
１１  短手方向屈曲部
１３  短手方向屈曲部
１０１  スイッチ用接点バネ
１０３  長手方向延長部
１０５  短手方向延長部
１０７  屈曲部
【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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【図１０】
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