(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記脚部に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
【請求項２】
押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記該突出部の周りに形成した前記突出部より僅かに長い真下へ向かいその先端に可動接点を設けた環状突起を有するとともに、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記環状突起に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
【請求項３】
前記押圧部の表面に機能表示部を設け、前記押釦スイッチ用部材の内部に設けられた光源から発せられる光が前記板バネの貫通孔を通して前記機能表示部が照射されるようにしたこと特徴とする請求項１又は２に記載の押釦スイッチ用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機器、工業用操作パネル、自動車用スイッチなどの各種スイッチにおいて、操作時にクリック感を生じる小型、薄型の押釦用スイッチ部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スイッチ操作時にクリック感を発生することのできる押釦スイッチとしては、図４に示したように、押釦１とその押釦１の下面に組み込まれた機械的な機能部品（スイッチ機能部）２とからなるメカニカルスイッチ３があり、これは押釦１の繰り返し押圧動作によりＯＮとＯＦＦとの切替を機械的な機能部品２が行うものであった。
【０００３】
また、図５に示したように、押釦１とその押釦１の下面にドーム状のゴム部材４を配置し、このゴム部材４の下面に可動接点５を設け、この可動接点５と対向する基板６上に固定接点７を配置したスイッチ機能部を構成したゴム弾性スイッチ８があり、これは押釦１の繰り返し押圧動作にゴム部材４の反発力により追従してＯＮとＯＦＦとの切替を行うものであった。
【０００４】
これらの他に、小型、薄型の要望に応えるべく、図６に示したように、押釦１とカバー部材９とを同一のウレタン樹脂で成型し、押釦１の下面の基板６上に金属製皿バネ１０の中央部に可動接点５を設け、この可動接点５と対向する基板６上に固定接点７を配置したスイッチ機能部を構成してクリック感を発生させるようにした金属弾性スイッチ１１もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の操作時にクリック感を生じる押釦スイッチにあっては、直接押圧操作される押釦１と、この押圧された押釦１の押圧力を受けて動作するスイッチ機能を果たすスイッチ機能部とが、別の部材として存在しており、いずれのスイッチにあっても押釦スイッチ自体がある程度の高さと容積を必要とし、さらなる小型、薄型の要望に応えることができるものではなかった。
【０００６】
また、小型のメカニカルスイッチ３では、機械的な機能部品２が小さな容積の中で上下動作を繰り返すといった条件を満足させるため、高反発力のクリック感を得られる機構が組み込めなかった。
【０００７】
ドーム状のゴム部材４の弾性力を利用したゴム弾性スイッチ８の場合には、反発力をゴム部材４自体の特性を利用するため、高反発力のクリック感を得ることは難しかった。
【０００８】
押釦１の下面に金属製皿バネ１０を取り付けてウレタン樹脂で一体成形した金属弾性スイッチ１１にあっては、押釦１とカバー部材９とが一体のウレタン樹脂の薄肉成型品であるため、軟弱である押釦１で反発力の高い金属製皿バネ１０を押すため、押圧操作した際に違和感を感じることとなり、良好な高反発力のクリック感を得るには至らなかった。
【０００９】
また、ウレタン樹脂の特性から押釦１とカバー部材９とが変色してしまうといった問題があり、商品価値が劣るものであった。
【００１０】
そこで、この発明は、以上のような従来の押釦スイッチの問題を解消するために、小型、薄型でありながら良好な高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記脚部に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、押圧操作を受ける薄肉の押圧部と、該押圧部の周縁から真下へ向かいその先端部が基板に接する筒状の脚部と、前記押圧部の底面の中央部に前記脚部の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部と、該突出部の先端に設けた可動接点と、前記押圧部の中央部に、前記押圧操作した時にクリック感を発生させる板バネを設けた押釦スイッチ用部材において、前記該突出部の周りに形成した前記突出部より僅かに長い真下へ向かいその先端に可動接点を設けた環状突起を有するとともに、前記板バネは、平面から見てその外周部が前記環状突起に掛かる大きさを有しその中央部に貫通孔を有しており、前記押圧部と前記突出部とが前記板バネの前記貫通孔を介して一体化されて前記押圧部に前記板バネが埋め込まれていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記押圧部の表面に機能表示部を設け、前記押釦スイッチ用部材の内部に設けられた光源から発せられる光が前記板バネの貫通孔を通して前記機能表示が照射されるようにしたこと特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１及び図３によって説明する。
【００１５】
［発明の実施の形態１］
図１は、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態１を示した要部縦断面図である。
【００１６】
カバー部材本体１２は押圧操作を受ける押圧部１３と、この押圧部１３の周縁から下方に向かう肉厚の大きい筒状の脚部１４と、この脚部１４の底部周縁部より外方に延出したカバー部１５とからなり、押圧部１３、脚部１４及びカバー部１５の外表面には、全体を被覆する黒色の塗装被膜１６が形成されている。
【００１７】
押圧部１３の裏面１７の中央部には、脚部１４の高さより僅かに短い下方へ向かう突出部１８が形成されており、この突出部１８の先端には導電性ゴムの可動接点１９が設けられている。
【００１８】
押圧部１３、脚部１４、カバー部１５及び突出部１８は、同一の透明乃至半透明の弾性のある樹脂にて一体に成型される。
【００１９】
押圧部１３と脚部１４と突出部１８に設けられた可動接点１９とからなる押釦２０は、カバー部材本体１２に対して単数又は複数併設して使用されるが、カバー部材本体１２自体は、可動接点１９に対向した固定接点２１を設けた基板２２を覆うようにして機器本体（図示せず）等に取り付けられている。
【００２０】
押圧部１３の表面の一部には、塗装被膜１６をレーザー等を使用してエッチング加工して文字、符号または図形などの形をした透光性の機能表示部２３が設けられている。
【００２１】
押釦２０の押圧部１３の中央部であって、押圧部１３の内部には、逆椀状の金属製板バネ２４が埋め込まれている。金属製板バネ２４は平面から見てほぼ円形をしており、その外周部２５は脚部１４に掛かる大きさとしている。
【００２２】
金属製板バネ２４の中央部には貫通孔２６が設けられており、押釦２０の内部に設けられた光源（図示せず）から発せられる光を機能表示部２３へ照射させるための通路としている。
【００２３】
貫通孔２６は、バーリング加工等により金属製板バネ２４の凹部側へリブ３３を突出するようにして、後述するように成型時の位置決めに利用することもよい。
【００２４】
以下、この発明の実施の形態１の作用について説明する。
【００２５】
押釦２０の押圧部１３に指をかけてそのまま押釦２０を押し下げると、可動接点１９が基板２２側の固定接点２１に接触してスイッチがＯＮの状態となる。
【００２６】
そこで、さらに押釦２０を押し下げると突出部１８が圧縮されていく。すると、金属製板バネ２４の外周部２５は肉厚が大きく剛性の高い脚部１４に支えられているため、金属製板バネ２４の中央部が押圧部１３の降下に伴って押し下げられ、金属製板バネ２４が大きく変形する瞬間にクリック感が生じる。
【００２７】
この金属製板バネ２４が変形するタイミングは、突出部１８の先端の可動接点１９が基板２２側の固定接点２１に接触して、突出部１８が圧縮される頃に設定するとよい。
【００２８】
このクリック感を感じたら、それまで押し下げ動作をしていた指を押圧部１３から離すことで、圧縮されていた突出部１８の弾性復元力と金属製板バネ２４の反発力が働いて押釦２０の位置が元の位置に復元することになる。
【００２９】
この実施の形態１では、金属製板バネ２４の反発弾性性能によるクリック感を得ることができるため、単独の樹脂材の反発弾性性能だけに頼る場合に比べて高い反発力が得られる。
【００３０】
しかも、高いクリック感を発生する金属製板バネ２４は押釦２０の押圧部１３の高さ（肉厚）内に収められているから、従来のようにクリック感を得るための空間を別途設ける必要がなく、それだけスイッチを小型化、薄型化することができる。さらに、押圧部１３自体がクリック感を発生する構造であるから操作時の違和感もない。
【００３１】
実施の形態１では、高い反発弾性性能を得るため金属製板バネ２４を採用したが、同等の反発弾性性能を有し押圧部１３に埋め込めるものであればその他の材料であってもよいことは勿論である。
【００３２】
［発明の実施の形態２］
以下、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態２について説明する。
【００３３】
図２は、この発明に係る押釦スイッチ用部材の実施の形態２を示した要部縦断面図である。
【００３４】
実施の形態２では、押圧部１３の裏面１７の中央部には、脚部１４の高さより僅かに短い下方へ向かう１本の突出部１８を形成する他、この突出部１８の周りに１条の環状突起２７を形成している。
【００３５】
環状突起２７は突出部１８より僅かに長く肉厚も大きくしており、環状突起２７の先端には導電性ゴムの可動接点２８を設けている。
【００３６】
基板２２には、突出部１８の可動接点１９と対向した固定接点２１と、環状突起２７の可動接点２８と対向した固定接点２９とが設けられている。
【００３７】
押釦２０の押圧部１３の中央部であって、押圧部１３の内部には、逆椀状の金属製板バネ２４が埋め込まれている。金属製板バネ２４は平面から見てほぼ円形をしており、その外周部２５は環状突起２７に掛かる大きさとしている。
【００３８】
その他の構成については、実施の形態１と同様であるため同一の構成には同一の符号を付与し説明を省略する。
【００３９】
以下、この発明の実施の形態２の作用について説明する。
【００４０】
押釦２０の押圧部１３に指をかけてそのまま押釦２０を押し下げると、押圧部１３の環状突起２７と脚部１４との間に当たる環状の薄肉部が下方へ撓んで、最初に環状突起２７の可動接点２８が基板２２側の固定接点２９に接触して、それに対応した回路がＯＮの状態になる。
【００４１】
そこで、さらに押釦２０を押し下げると、突出部１８の可動接点１９が基板２２側の固定接点２１に接触して、それに対応した回路がＯＮの状態となる。
【００４２】
そして、さらに押圧部１３が押し下げられていくと、突出部１８が圧縮されながら降下していき金属製板バネ２４の外周部２５は剛性の高い環状突起２７に支えられているため、金属製板バネ２４の中央部が押圧部１３の降下に伴って押し下げられ、金属製板バネ２４が大きく変形する瞬間にクリック感が生じる。
【００４３】
このクリック感を感じたら、それまで押し下げ動作をしていた指を押圧部１３から離すことで、圧縮されていた突出部１８の弾性復元力と金属製板バネ２４の反発力とが働いて押釦２０の位置が元の位置に復元することになる。
【００４４】
この実施の形態２によれば、一つの押釦に二つのスイッチ機能を持たせた押釦スイッチであっても、小型、薄型にすることが可能であり、しかも良好な高反発力のクリック感が得られる。
【００４５】
【実施例】
以下、この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法につき、その実施例を説明する。
【００４６】
［実施例１］
図３は、この発明の実施の形態１の押釦スイッチ用部材を成型する金型の要部縦断面図である。
【００４７】
この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法の実施例１では、金属製板バネ２４の材料をＳＵＳ３０４とした。
【００４８】
雄側（コア側）の金型３０には、押釦部１３の突出部１８を成型するための穴３１を設けた中空の柱３２が形成されている。
【００４９】
まず、押釦部１３に埋め込まれる金属製板バネ２４を、図３に示したように、雄側（コア側）の金型３０にある中空の柱３２の上端に載せる。この際、金属製板バネ２４の中央に設けた貫通孔２６のリブ３３が突出部１８用の穴３１に挿入するようにすれば、自動的に金属製板バネ２４の位置決めが行われる。
【００５０】
なお、シリコーンゴム又はエラストマーとの接着性向上のために、予め金属製板バネ２４にはプライマーＣ（信越化学工業（株）製）を約１５μ厚にスプレー塗装しておくとよい。
【００５１】
押圧部１３、脚部１４、カバー部１５及び突出部１８は、材料として流動性の高い液状シリコーンゴムＫＥ−１９８０（信越化学工業（株）製）を使用し、温度１５０℃、時間５０秒、圧力１５０Ｐａの条件で一体に成型した。
【００５２】
ポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系のエラストマーで硬度の低いハイトレル３０°〜８０°（ＡＳＴＭ、Ｄ−２２４０、ショアＤ）のペルプレン等でも成型は可能である。この場合の成型条件は、温度１４０℃、時間３５秒、圧力１５０Ｐａである。
【００５３】
カバー部材本体１２の成型品が完成したら、突出部１８の先端部にカーボン粒子（電気化学工業（株）製デンカブラック又はライオン・アクゾ（株）製ＥＣ−ＤＪ６００）を配合した導電性カーボンインクをシルクスクリーン法にて可動接点１７を形成し、溶剤を赤外線温風乾燥炉で取り除き硬化させて、押釦スイッチ用部材を完成させる。
【００５４】
なお、カバー部材本体１２の押圧部１３の表面の一部には、塗装被膜１６をレーザー等を使用してエッチング加工して文字、符号または図形などの形をした透光性の機能表示部２３を形成するが、シリコーン印刷による表面処理も可能である。
【００５５】
［実施例２］
この発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法の実施例２では、金属製板バネ２４として、材料をＳＵＳ３０１としリブ３３のない貫通孔２６のみの形状としたものを採用した。
【００５６】
以下、実施例２について実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００５７】
実施例２の金属製板バネ２４の金型へのセット方法としては、金属製板バネ２４の外形に合う凹みを形成したベークライト製治具に予め振動配列機等を使用して金属製板バネ２４を配列しておき、金属製板バネ２４を雄側（コア側）の金型３０にある中空の柱３２との位置を合わせて目的とする柱３２に乗せたら、雄側（コア側）の金型３０に磁気を作用させて固定する。
【００５８】
押圧部１３、脚部１４、カバー部１５及び突出部１８は、流動性の高い液状シリコーンゴムＫＥ−９５１１Ｕ（信越化学工業（株）製）を１００材料部に、加硫材Ｃ−８（信越化学工業（株）製）を０．５材料部数加えてミキシングロールで３０分間混練した後、所定の寸法に裁断したシート材を金型に収め、温度１７０℃、時間１６０秒、圧力１５０Ｐａの成型条件で所望の成型品を得た。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、押釦の押圧部に指をかけてそのまま押釦を押し下げると、可動接点が基板側の固定接点に接触してスイッチがＯＮの状態になり、さらに押圧部が押し下げられていくと突出部が圧縮され押圧部の降下に伴って板バネの中央部が押し下げられるが、板バネの外周部は剛性の高い脚部に支えられているため、板バネが大きく変形する瞬間にクリック感が得られるとともに、極小型、極薄形でありながら高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供できる。
【００６０】
請求項２に記載の発明によれば、押釦の押圧部に指をかけてそのまま押釦を押し下げると、最初に環状突起の可動接点が基板側の固定接点に接触して、それに対応した回路がＯＮの状態になり、さらに押圧部が押し下げられていくと突出部が圧縮され押圧部の降下に伴って板バネの中央部が押し下げられるが、板バネの外周部は剛性の高い環状突起に支えられているため、板バネが大きく変形する瞬間にクリック感が得られるとともに、極小型、極薄形でありながら高反発力のクリック感が得られる押釦スイッチ用部材を提供できる。
【００６１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、板バネとして透光性のない材料を使用しても、貫通孔を光が通過することにより押釦の内部に設けられた光源から発せられる光によって押釦の表面に設けた機能表示部を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の押釦スイッチ用部材の要部縦断面図である。
【図２】同実施の形態２の押釦スイッチ用部材の要部縦断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１の押釦スイッチ用部材を成型する金型の要部縦断面図である。
【図４】従来のクリック感を有するメカニカルスイッチの要部縦断面図である。
【図５】従来のクリック感を有するゴム弾性スイッチの要部縦断面図である。
【図６】従来のクリック感を有する金属弾性スイッチの要部縦断面図である。
【符号の説明】
１，２０        押釦
５，１９，２８  可動接点
１３            押圧部
１８            突出部
７，２１，２９  可動接点
２４            金属製板バネ（板バネ）
２６            貫通孔
２８            環状突起
【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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