JP2010287531A - 可動接点部材およびスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作フィーリングを調整し易くすると共に、外周縁部における周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ることができる可動接点部材およびスイッチ装置を提供すること。
【解決手段】ドーム状に膨出する膨出部２５と、膨出部２５の外周縁部２５ａから連続して半径方向外側に広がるスカート部２６とを有し、スカート部２６は、膨出部２５の外周縁部２５ａにおけるドーム半径方向に延びる接線Ｔ１の接線方向に略一致するように膨出部２５の外周縁部２５ａから連続するように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、可動接点部材およびスイッチ装置に関し、特に、携帯電話等の小型の電子機器に組み込まれる可動接点部材およびスイッチ装置に関する。

一般に、スイッチ装置に用いられる可動接点部材として、金属薄板を加工して、所定の曲率でドーム状に形成したものが知られている。この可動接点部材は、押圧により反転され、押圧を除くことにより弾性復元力により復帰される。この場合、操作フィーリングは、可動接点部材の曲率の変更により調整されるが、可動接点部材の曲率を可変させただけでは作動力やクリック感触等の所望の操作フィーリングを得ることが困難となっていた。

この問題を解決する可動接点部材として、ドーム状の膨出部とこの膨出部の外周側を支持することになるスカート部とを組み合わせたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この可動接点部材は、外周縁部から所定の傾斜角度で半径方向の内側に向かって立ち上がるスカート部と、スカート部に連なり、所定の曲率で上方に膨出した膨出部とを有している。このように、可動接点部材を膨出部とスカート部とを組み合わせて構成することにより、膨出部の曲率やスカート部の傾斜角度、高さを調整して、所望の操作フィーリングを得るようにしている。

特開平１１−６７００２号公報

ところで、中央に集中荷重を受ける円板状の部材は、外周縁部において周方向に最大の応力振幅が発生することが知られている。また、可動接点部材は、打ち抜き加工により形成されており、加工時の破断面となる外周縁部から内側にクラックが発生する傾向にある。

特許文献１に記載の可動接点部材においては、押圧操作によって可動接点部材に加わる作動力をスカート部により受け止める構造となっているため、スカート部の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が大きい。したがって、この可動接点部材は、操作フィーリングを調整し易いものの、繰り返し押圧操作により、スカート部の外周縁部から内側に向ってのクラックが生じ易く、十分な寿命性能を持たせることができないという問題があった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、操作フィーリングを調整し易くすると共に、外周縁部における周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ることができる可動接点部材およびスイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明の可動接点部材は、ドーム状に膨出する膨出部と、前記膨出部の外周縁部から連続して半径方向外側に広がるスカート部とを有し、前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に略一致するように前記膨出部の外周縁部から連続していることを特徴とする。

この構成によれば、膨出部の外周縁部とスカート部の膨出部に連なる部分との延設方向が略一致するため、膨出部とスカート部とがなだらかに接続される。このことにより、設置面に戴置された可動接点部材を押圧操作すると、押圧による作動力が戴置面との当接部分から半径方向及び周方向に伝達されていき、スカート部内を伝達していくが、膨出部とスカート部との延設方向が略一致していることにより、作動力の伝達方向に沿って接続されることになるため、作動力の伝達が接続部分で遮られることなく、スカート部から膨出部に伝達していくことになる。よって、可動接点部材に加わる作動力がスカート部だけでなく膨出部においても受け止められる。したがって、可動接点部材の繰り返し押圧操作によって、スカート部の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が低減され、可動接点部材の長寿命化を図ることができる。また、膨出部とスカート部とにより形成されているため、所定の曲率でドーム状に形成した可動接点部材と比較して、膨出部の曲率、スカート部と膨出部との境界位置等の調整により所望の操作フィーリングが得やすくなる。なお、略一致するように連続するとは、膨出部の外周縁部における接線方向に完全一致するように接続する場合だけに限定されるものではなく、作動力がスカート部だけで受け止めらないような範囲内、すなわち、押圧操作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度の範囲内で接線方向と一致していればよい。

また本発明は、上記可動接点部材において、前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に沿って、直線状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、スカート部の外周縁部に生じる周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ると共に、スカート部の傾斜角度を調整して操作フィーリングを調整することができる。

また本発明は、上記可動接点部材において、前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線に対する外接円に沿うように形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、スカート部の外周縁部に生じる周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ると共に、円弧の曲率を調整して操作フィーリングを調整することができる。

また本発明は、上記可動接点部材において、前記スカート部の外周縁部から連続して半径方向外側に広がる脚部を有し、前記スカート部と前記脚部とは、前記脚部の前記スカート部に連なる部分におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に略一致するように連続していることを特徴とする。

この構成によれば、スカート部と脚部とが脚部のスカート部に連なる部分における接線の接方向に略一致するように接続されているため、スカート部と脚部とがなだらかに接続され、可動接点部材に加わる作動力が脚部だけでなくスカート部においても受け止められる。したがって、可動接点部材の繰り返し押圧操作によって、脚部の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が低減され、可動接点部材の長寿命化を図ることができる。なお、略一致するように接続するとは、脚部のスカート部に連なる部分における接線方向に完全一致するように接続する場合だけに限定されるものではなく、作動力が脚部だけで受け止めらないような範囲内、すなわち、押圧操作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度の範囲内で接線方向と一致していればよい。

本発明のスイッチ装置は、上記の可動接点部材と、前記可動接点部材が配置され、前記膨出部に離接される固定接点を有するスイッチ基台とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、可動接点部材の長寿命化を図り、スイッチ装置を所定の品質に維持することができる。

本発明によれば、操作フィーリングを調整し易くすると共に、外周縁部における周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ることができる。

本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、スイッチ装置の斜視図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、スイッチ装置の分解斜視図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、可動接点部材の説明図である。 本発明に係る可動接点部材の変形例の説明図である。 本発明に係る可動接点部材の比較例に係る従来の可動接点部材の説明図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、可動接点部材の一部における応力パターンの説明図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、可動接点部材の反転動作の説明図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、可動接点部材の荷重−変位曲線を示す図である。 本発明に係る可動接点部材の実施の形態を示す図であり、可動接点部材の作動力とクリック率との関係を示す図である。 本発明に係る可動接点部材の他の変形例の説明図である。

本発明が適用されるスイッチ装置においては、電子機器の小型化に伴い、可動接点部材の小径化が望まれている。一般に、中心に集中荷重を受ける円板においては、円板の外周縁部に生じる周方向の応力振幅σは、円板の径をφ、円板の厚みをｔとすると、次式（１）に示すように、円板の径の二乗に反比例して大きくなっている。
σ∝ｔ／φ²・・・（１）
したがって、可動接点部材の小径化により、可動接点部材の外周縁部には周方向に大きな応力振幅が発生する。

また、本件出願人が可動接点部材の外周縁部に生じる周方向の応力振幅と可動接点部材の寿命（ここでは、可動接点部材にクラックが発生する繰り返し押圧操作の打鍵回数を指す。）との関係を調べた結果、応力振幅の増加により寿命が対数的に減少することが確認された。このように、可動接点部材の小径化により外周縁部に発生する周方向の応力振幅が大きくなり、可動接点部材の寿命が大幅に減少されるため、可動接点部材の小径化には可動接点部材の外周縁部に発生する周方向の応力振幅を低減することが重要となる。

ここで、ドーム形状の膨出部と、膨出部に連なるスカート部とを単純に組み合わせて可動接点部材を形成した場合には、可動接点部材に加わる作動力がスカート部のみで受け止められるため、可動接点部材の外周縁部に発生する周方向の応力振幅が大きくなる。これは、膨出部とスカート部との接続部分において押圧操作時に支点が生じることで応力伝達の方向が転換されることになり、この方向転換の影響により、押圧操作時に外側から内側に向かう応力伝達が膨出部とスカート部との境目（接続部分）で遮断されるためである。したがって、上記した可動接点部材を小径化した場合には、所望の作動力や操作フィーリングを維持した状態で十分な寿命性能を得ることができない。

そこで、本件出願人は、膨出部とスカート部との接続形状を調べた結果、膨出部とスカート部との境目において、膨出部におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に略一致するようになだらかにスカート部を接続することで、上記応力伝達が遮断されないことを発見した。すなわち、本発明の骨子は、膨出部とスカート部との接続部分における応力伝達の遮断を抑制することにより、可動接点部材の小径化によって増加する外周縁部における応力振幅を低減し、可動接点部材の長寿命化を図ることである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明のスイッチ装置は、主として携帯電話、リモコン、オーディオ機器、および電子カメラ等の各種電子機器に取り付けられ、入力操作部として機能するものである。図１を参照して、スイッチ装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の斜視図である。図２は、図１に示すスイッチ装置の分解斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係るスイッチ装置１は、図示しない電子機器の筐体内に組み込まれるものであり、上面が開口されたハウジング２と、ハウジング２の開口に装着されて収納部を形成するカバー部材３とを有している。また、収容部内にはハウジング２の底壁に載置される可動接点部材４と、可動接点部材４の上部に当接して、可動接点部材４を反転動作させる操作キー５が収容されている。

ハウジング２は、絶縁性材料により上面を開口した箱形に形成されている。ハウジング２の側壁部の四隅には、上面から上方にカバー部材３の位置決め用の位置決め突起部１１が突出して形成されている。ハウジング２の底壁部には、中央に位置する中央固定接点部１３と、中央固定接点部１３を挟んで対向して位置する一対の外側固定接点部１４とが設けられており、中央固定接点部１３および一対の外側固定接点部１４は収容部内に僅かに突出されている。中央固定接点部１３および一対の外側固定接点部１４は、図示しない導体パターンを介して外部端子１５に接続され、外部端子１５を介して図示しない電子機器の基板に接続される。

カバー部材３は、上面視略正方形の板状に形成されている。カバー部材３の四隅には、切欠部１７が形成されており、切欠部１７をハウジング２の位置決め突起部１１に係合させることで、カバー部材３がハウジング２に対して前後左右に位置決めされる。カバー部材３の中央には、操作キー５のキートップを外部に露出させるための円形開口１８が形成されている。

可動接点部材４は、金属板等の導電性材料により薄型の略ドーム状に形成されている。また、可動接点部材４は、膨出方向を上方に向けて一対の外側固定接点部１４上に載置され、その中央部は中央固定接点部１３の真上に位置されている。押圧操作により可動接点部材４が反転されると、可動接点部材４の中央部が中央固定接点部１３に接触され、中央固定接点部１３と一対の外側固定接点部１４とが可動接点部材４を介して導通される。なお、可動接点部材４の詳細構成については後述する。

操作キー５は、円柱状のヘッド部２１と、ヘッド部２１の下部から側方に広がる上面視略正方形状のフランジ部２２と、フランジ部２２の中心から下方に突出する円柱状の押圧突起部２３（図７参照）とを有している。ヘッド部２１は、カバー部材３の円形開口１８よりも僅かに小径に形成されており、円形開口１８を介して収容部から外部に突出される。フランジ部２２は、操作キー５の抜けを防止するものであり、可動接点部材４の復帰時にカバー部材３の下面に当接される。押圧突起部２３は、可動接点部材４の頂点部分に接するように突出しており、操作キー５に加わる押圧力を可動接点部材４の頂点部分に集中させる。

図３を参照して、可動接点部材について詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る可動接点部材の説明図であり、（ａ）は可動接点部材の斜視図、（ｂ）は可動接点部材を径方向に切断した断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る可動接点部材の変形例の説明図であり、（ａ）は可動接点部材の斜視図、（ｂ）は可動接点部材を径方向に切断した断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、可動接点部材４は、ドーム状に膨出する膨出部２５と、膨出部２５の外周縁部２５ａから下方に向けて半径方向外側に広がるスカート部２６とを有している。よって、スカート部２６は、膨出部２５の外周縁部２５ａに連続して形成されているので膨出部２５を支持することになっている。膨出部２５は、所定の曲率で湾曲して形成され、スカート部２６は所定の角度で傾斜して形成されている。この場合、膨出部２５は、スカート部２６になだらかに接続されており、膨出部２５とスカート部２６との境目に反転時の変曲点となる支点が形成されないようになっている。

また、図３（ｃ）に示すように、膨出部２５の外周縁部２５ａに接してドーム半径方向に延びる接線Ｔ１は、水平面Ｈとのなす傾斜角度（接線方向）がスカート部２６の傾斜角度に一致されている。より具体的には、可動接点部材４の半径方向に沿う断面において、膨出部２５の湾曲面に沿った仮想円Ｃ１をとった場合、この仮想円Ｃ１の膨出部２５の外周縁部２５ａにおける接線Ｔ１と水平面Ｈとの傾斜角度が、スカート部２６の傾斜角度に一致する。

このように、スカート部２６は、膨出部２５の外周縁部２５ａから接線Ｔ１方向に延在しているため、膨出部２５とスカート部２６とがなだらかに接続される。この構成により、可動接点部材４の反転動作時に、接続部分にて支点が生じないことにより外側から内側に向かう応力伝達が膨出部２５とスカート部２６との境目において遮断されないため、スカート部２６の外周縁部に生じる応力振幅を低減させることが可能となる。

なお、ここでは、接線Ｔ１と水平面Ｈとのなす傾斜角度とスカート部２６の傾斜角度が一致する構成としたが、この構成に限定されず、これら傾斜角度の差が可動接点部材４の反転動作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度の角度範囲内にあればよい。すなわち、スカート部２６の延在方向が、接線Ｔ１方向に対して反転動作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度に近ければよい。

また、上記したようにスカート部を直線上に傾斜させる構成に代えて、図４に示すように、スカート部を湾曲させて構成してもよい。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、変形例に係る可動接点部材３１においては、膨出部３２は、所定の曲率で凸状に湾曲して形成され、スカート部３３は、所定の曲率で凹状に湾曲して形成されている。この場合、膨出部３２は、スカート部３３になだらかに接続されており、膨出部３２とスカート部３３との境目に反転時の支点が形成されないようになっている。

また、図４（ｃ）に示すように、膨出部３２の外周縁部３２ａに接してドーム半径方向に延びる接線Ｔ２と水平面Ｈとのなす傾斜角度（接線方向）が、スカート部３３の膨出部３２に連なる部分３３ａに接してドーム半径方向に延びる接線Ｔ３と水平面Ｈとのなす傾斜角度に一致されている。より具体的には、可動接点部材３１の半径方向に沿う断面において、膨出部３２の湾曲形状に沿った仮想円Ｃ２およびスカート部３３の湾曲形状に沿った仮想円Ｃ３をとった場合、仮想円Ｃ２の膨出部３２の外周縁部３２ａにおける接線Ｔ２と、仮想円Ｔ３のスカート部３３の膨出部３２に連なる部分３３ａにおける接線Ｔ３とが一直線上に連なる。この関係を言い換えると、仮想円Ｃ２は、仮想円Ｃ３の接線Ｔ３に対しての外接円となり、仮想円Ｃ３は、仮想円Ｃ２の接線Ｔ２に対しての外接円となる関係となっている。

このように、スカート部３３は、膨出部３２の外周縁部３２ａから接線Ｔ２を有するように湾曲して連なるため、膨出部３２とスカート部３３とがなだらかに接続される。この変形例に係る構成においても、可動接点部材３１の反転動作時に、接続部分にて支点が生じないことにより、外側から内側に向かう応力伝達が膨出部３２とスカート部３３との境目において遮断されないため、スカート部３３の外周縁部に生じる応力振幅を低減させることが可能となる。

なお、ここでは、接線Ｔ２と水平面Ｈとのなす傾斜角度と接線Ｔ３と水平面Ｈとのなす傾斜角度とが一致する構成としたが、この構成に限定されず、これら傾斜角度の差が可動接点部材３１の反転動作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度の角度範囲内にあればよい。すなわち、接線Ｔ３方向が、接線Ｔ２方向に対して反転動作時に外側から中央に向かう応力伝達を遮断しない程度に近ければよい。

ここで、押圧操作によって可動接点部材にあらわれる応力パターンについて説明する前に、図５を参照して、比較例に係る従来の可動接点部材について簡単に説明する。図５は、比較例に係る従来の可動接点部材の説明図であり、（ａ）は可動接点部材の斜視図、（ｂ）は可動接点部材を径方向に切断した断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の可動接点部材３５においては、所定の曲率で凸状に湾曲した膨出部３６と所定の角度で傾斜されたスカート部３７とが、屈曲するように接続されている。すなわち、膨出部３６の外周縁部に接してドーム半径方向に延びる接線と水平面とのなす傾斜角度が、スカート部３７の傾斜角度に一致していない。このように、従来の可動接点部材３５は、膨出部３６とスカート部３７との接続部分が僅かに角張って形成される。

以下、図６を参照して、本実施の形態に係る可動接点部材、変形例に係る可動接点部材および比較例に係る可動接点部材の応力パターンについて説明する。各応力パターンは、有限要素法による解析から求めたものである。

図６は、可動接点部材の一部における応力パターンの説明図であり、（ａ）、（ｂ）は比較例に係る可動接点部材、（ｃ）、（ｄ）は本実施の形態に係る可動接点部材、（ｅ）、（ｆ）は変形例に係る可動接点部材の応力パターンをそれぞれ示している。なお、図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）においては、実線が非押圧操作時の応力パターン、破線が押圧操作時の応力パターンをそれぞれ示し、図６（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）においては、実線が非押圧操作時、破線が押圧操作時をそれぞれ示している。また、説明の便宜上、膨出部とスカート部との境目の位置を同じ位置とした場合における応力パターンを示している。

図６（ａ）に示すように、比較例に係る可動接点部材３５においては、三角形状の応力パターンがあらわれており、スカート部３７の外周縁部で応力のピーク値を有している。また、可動接点部材３５の反転動作によって生じた応力が径方向に広がることなく、周方向にのみ広がっている。これは、膨出部３６とスカート部３７との接続部分が僅かに角張って形成されているため、図６（ｂ）に示すように、反転動作時にスカート部３７は立設した状態のまま膨出部３６との接続部分に支点が形成される。そのため、可動接点部材３５の反転動作によって生じた応力の伝達が支点部分では伝達方向が僅かに転換され、この伝達方向の転換の影響により、膨出部３６とスカート部３７との接続部分から内側に広がるのが遮断されるためである。

このように、可動接点部材３５に加わる作動力がスカート部３７のみで受け止められるため、特にスカート部３７の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が強くなる。また、上記したように、可動接点部材３５の寿命は応力振幅の増加に対して対数的に減少するという関係を有している。したがって、比較例に係る可動接点部材３５においては、外周縁部にクラックが生じやすくなり、十分な寿命を得ることができない。特に、可動接点部材３５を小径化する場合には、応力振幅は径の大きさ二乗に反比例することから、大幅に寿命が短くなってしまう。

一方、図６（ｃ）に示すように、本実施の形態に係る可動接点部材４においては、比較例に係る可動接点部材３５と同様に三角形状の応力パターンがあらわれているものの、反転動作によって生じた応力が周方向だけでなく径方向にも広がっている。これは、スカート部２６が膨出部２５の外周縁部２５ａから接線方向になだらかに接続されるため、図６（ｄ）に示すように、反転動作時に膨出部２５とスカート部２６との接続部分に支点が形成されることがない。そのため、可動接点部材４の反転動作によって生じた応力の伝達が膨出部２５とスカート部２６との接続部分から何ら影響を受けることなく、膨出部２５とスカート部２６との接続部分から内側に広がるのが遮断されないためである。

このように、可動接点部材４に加わる作動力がスカート部２６だけでなく膨出部２５においても受け止められるため、比較例に係る可動接点部材３５と比較してスカート部２６の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が約２割から３割程度低減される。したがって、本実施の形態に係る可動接点部材４においては、応力振幅の減少に対して寿命が対数的に増加されることから、比較例に係る可動接点部材３５と比較して寿命を大幅に長くすることが可能となる。また、可動接点部材４を小径化する場合においても、所望の寿命を確保することが可能となる。

一方、図６（ｅ）に示すように、変形例に係る可動接点部材３１においては、外周縁部の応力よりも、径方向内側部分の応力の方が大きい応力パターンがあらわれており、スカート部３３の外周縁部よりも内側寄りで応力のピーク値を有している。また、可動接点部材３１の反転動作によって生じた応力が周方向だけでなく径方向にも広がっている。これは、スカート部３３が膨出部３２の外周縁部３２ａから共通の接線を有するようになだらかに接続されるため、図６（ｆ）に示すように、膨出部３２とスカート部３３との接続部分に反転動作時に支点が形成されることがない。そのため、可動接点部材３１の反転動作によって生じた応力の伝達が膨出部３２とスカート部３３との接続部分から何ら影響を受けることなく、膨出部３２とスカート部３３との接続部分から内側に広がるのが遮断されないためである。

このように、可動接点部材３１に加わる作動力がスカート部３３だけでなく膨出部３２においても受け止められると共に、応力のピーク値が外周縁部から内側に位置されるため、比較例に係る可動接点部材３５と比較してスカート部３３の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が約半分に低減される。したがって、変形例に係る可動接点部材３１においては、比較例に係る可動接点部材３５および本実施の形態に係る可動接点部材４と比較して、寿命をさらに長くすることが可能となる。また、可動接点部材３１を小径化する場合においても、所望の寿命を確保することがさらに容易となる。

図７および図８を参照して、可動接点部材の反転動作について簡単に説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る可動接点部材の反転動作の説明図である。図８は、本発明の実施の形態に係る可動接点部材の荷重−変位曲線を示す図である。

図７（ａ）に示すように、操作キー５に押圧されていない初期状態においては、可動接点部材４の弾性力により操作キー５が上方に持ち上げられている。この場合、可動接点部材４の外周縁部が一対の外側固定接点部１４に接触し、中央部が中央固定接点部１３から離間されている。この初期状態から操作キー５が押圧されると、操作キー５を介して可動接点部材４の頂部に押圧力が集中され、可動接点部材４が半径方向外側から中心に向かって徐々に撓み始める。

さらに、可動接点部材４に加わる荷重が大きくなり所定の荷重以上になると、図７（ｂ）に示すように可動接点部材４が反転する。可動接点部材４が反転すると、可動接点部材４の中央部が中央固定接点部１３に接触され、中央固定接点部１３と一対の外側固定接点部１４とが可動接点部材４を介して導通される。そして、可動接点部材４から作動力が除かれると、可動接点部材４は自身の弾性力により復帰し、操作キー５を上方に押し上げる。

次に、図７に示す反転動作を図８の荷重−変位曲線を参照して説明する。本実施の形態に係る可動接点部材４の場合、操作キー５が押圧されると、可動接点部材４に加わる荷重が徐々に増加して、変位Ｓ１でピーク荷重Ｐ_maxが得られる。さらに、操作キー５が押圧されると可動接点部材４が反転して可動接点部材４に加わる荷重が減少し、変位Ｓ２でボトム荷重Ｐ_minが得られる。この場合、可動接点部材４のクリック率は、（ピーク荷重Ｐ_max−ボトム荷重Ｐ_min）／ピーク荷重Ｐ_maxで求められる。可動接点部材４では、このクリック率と可動接点部材に加わる作動力により操作フィーリングが変化される。

図９を参照して、可動接点部材の操作フィーリングの調整について説明する。図９は、本実施の形態に係る可動接点部材の作動力とクリック率との関係を示す図である。なお、図９において、調整領域Ａ１が本実施の形態に係る可動接点部材で所定以上の寿命を確保した状態での操作フィーリングの調整領域、調整領域Ａ２が比較例に係る可動接点部材で所定以上の寿命を確保した状態での操作フィーリングの調整領域をそれぞれ示している。

図９に示すように、本実施の形態に係る可動接点部材４および比較例に係る可動接点部材３５の調整領域Ａ１、Ａ２は、作動力とクリック率とにより操作フィーリングを調整可能な領域を示し、調整領域Ａ１は調整領域Ａ２を含む広い範囲を有している。例えば、クリック率を５０％とした場合には、本実施の形態に係る可動接点部材４は、比較例に係る可動接点部材３５に対して最大で約２倍の作動力を持たせることが可能となる。

この場合、比較例に係る可動接点部材３５を小径化した場合には、所定の寿命を確保するために可動接点部材３５の作動力を小さくする必要があり、十分な操作フィーリングが得られない。例えば、比較例に係る可動接点部材３５の直径を２．５ｍｍとし、３０万回程度の寿命を得るためには、クリック率５０％、作動力０．８Ｎ程度が限界となってしまうことになる。一般的な操作フィーリングを有するスイッチの作動力は１．６Ｎであり、この可動接点部材３５では所望の操作フィーリングを得ることができないものとなる。また、可動接点部材３５を２枚重ねとすることで所望の操作フィーリングに近似させることもできるが、この場合は部品点数を１点増加させることになってしまう。一方、本実施の形態に係る可動接点部材４の直径を２．５ｍｍとした場合には、クリック率５０％、作動力１．６Ｎで寿命を３０万回以上にすることが可能となる。

このように、本実施の形態に係る可動接点部材４は、比較例に係る可動接点部材３５と比較して、小径化された場合であっても、操作フィーリングを維持した状態で、寿命の低下を抑制することが可能となる。なお、図９では、変形例に係る可動接点部材３１の調整領域を記載していないが、変形例に係る可動接点部材３１においても、広い調整領域を得ることが可能である。

以上のように、本実施の形態に係る可動接点部材４によれば、膨出部２５とスカート部２６とがなだらかに接続され、外側から中央に向かう応力伝達が膨出部２５とスカート部２６との境目で遮断されることがない。したがって、可動接点部材４の繰り返し押圧操作によって、スカート部２６の外周縁部に生じる周方向の応力振幅が低減され、可動接点部材４の長寿命化を図ることが可能となる。また、膨出部２５とスカート部２６とにより形成されているため、所定の曲率でドーム状に形成した可動接点部材と比較して、膨出部２５の曲率、スカート部２６と膨出部２５との境界位置等を調整して所望の操作フィーリングを得ることが可能となる。

なお、本発明に係る可動接点部材は、本実施の形態に係る可動接点部材および変形例に係る可動接点部材に限定されるものではない。図１０に示すように、可動接点部材を形づくる膨出部およびスカート部等の各部が、外周縁部から内側に向かう応力伝達を妨げないように接続されていれば、どのような形状であってもよい。例えば、図１０（ａ）に示す可動接点部材は、膨出部を所定の曲率で凸状に湾曲し、スカート部を膨出部とは異なる曲率で凸状に湾曲したものである。この場合、スカート部の膨出部に連なる部分は、膨出部の外周縁部に接してドーム半径方向に延びる接線と略一致するように形成されている。

また、図１０（ｂ）に示す可動接点部材は、膨出部を所定の曲率で凸状に湾曲し、スカート部を膨出部とは異なる曲率で凹状に湾曲し、スカート部の外周縁部を水平状としたものである。この場合も、スカート部の膨出部に連なる部分は、膨出部の外周縁部に接してドーム半径方向に延びる接線と略一致するように形成されている。

また、図１０（ｃ）、（ｄ）に示す可動接点部材のように、スカート部の外周縁部にさらに脚部を連ねるようにしてもよい。図１０（ｃ）、（ｄ）に示す可動接点部材は、膨出部を所定の曲率で凸状に湾曲し、スカート部を所定の角度で傾斜させ、湾曲部を所定の曲率で凸状または凹状に湾曲したものである。この場合は、スカート部の膨出部に連なる部分は、膨出部の外周縁部に接してドーム半径方向に延びる接線の接線方向と略一致するように形成されると共に、スカート部の外周縁部は、脚部のスカート部の外周縁部に連なる部分に接してドーム半径方向に延びる接線の接線方向と略一致するように形成されている。なお、ここでいう略一致とは、完全一致に限らず、押圧操作によって外側から内側に向かう応力伝達を遮らないのであれば、多少ズレを有していてもよい。

また、上記した実施の形態においては、膨出部を所定の曲率で形成する構成としたが、この構成に限定されるものではない。膨出部は、スカート部になだらかに連なり、操作キー等の押圧部材からの押圧力を受ける形状であればどのような形状であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、ハウジング内に可動接点部材が保持されたスイッチ装置を例示して説明したが、この構成に限定されるものではない。本発明に係る可動接点部材を用いるスイッチ装置であれば、どのような構成でもよく、例えば、保持シートにより可動接点部材が基板に保持されるシート型のスイッチ装置であってもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明は、操作フィーリングを調整し易くすると共に、外周縁部における周方向の応力振幅を低減して長寿命化を図ることができるという効果を有し、特に、携帯電話などの小型の電子機器に組み込まれる可動接点部材およびスイッチ装置に有用である。

１ スイッチ装置
２ ハウジング
３ カバー部材
４、３１ 可動接点部材
５ 操作キー
１１ 位置決め突起部
１３ 中央固定接点部
１４ 外側固定接点部
１５ 外部端子
１７ 切欠部
１８ 円形開口
２１ ヘッド部
２２ フランジ部
２３ 押圧突起部
２５、３２ 膨出部
２６、３３ スカート部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 仮想円
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 接線
Ａ１、Ａ２ 調整領域

Claims (5)

1. ドーム状に膨出する膨出部と、
   前記膨出部の外周縁部から連続して半径方向外側に広がるスカート部とを有し、
   前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に略一致するように前記膨出部の外周縁部から連続していることを特徴とする可動接点部材。
2. 前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に沿って、直線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可動接点部材。
3. 前記スカート部は、前記膨出部の外周縁部におけるドーム半径方向に延びる接線に対する外接円に沿うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可動接点部材。
4. 前記スカート部の外周縁部から連続して半径方向外側に広がる脚部を有し、
   前記スカート部と前記脚部とは、前記脚部の前記スカート部に連なる部分におけるドーム半径方向に延びる接線の接線方向に略一致するように連続していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可動接点部材。
5. 請求項１から請求項４に記載のいずれかの可動接点部材と、前記可動接点部材が配置され、前記膨出部に離接される固定接点を有するスイッチ基台とを備えたことを特徴とするスイッチ装置。

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