JP4782066B2

JP4782066B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP4782066B2
Application number: JP2007107174A
Authority: JP
Inventors: 渉青木
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-04-16
Also published as: JP2008269805A; US20080251370A1

Description

本発明は、スイッチ装置に関し、特にプッシュ操作によってスイッチＯＮ（プッシュ操作）状態とするスイッチ操作部材（プッシュスイッチ部材）を備えたスイッチ装置に関する。

従来のスイッチ装置として、例えば操作者によってプッシュスイッチ部材がプッシュ操作されたときにその操作状態を検出するものがある（特許文献１）。

このスイッチ装置は、ケース内外に開口するキートップ挿通孔を有するケースと、ケースのキートップ挿通孔を進退可能に挿通するプッシュスイッチ部材としてのキートップを有する弾性変形可能なラバーシートと、ラバーシートにおけるキートップの第１接点部形成面に対応する第２接点部・第３接点部形成面を有するプリント基板とを備えている。

ケースは、内部にラバーシートの一部及びプリント基板等を収容する空間が形成されている。

ラバーシートは、キートップの第１接点部形成面に第１接点部が形成されている。そして、操作者によるキートップのプッシュ操作によって弾性変形し、第２接点部及び第３接点部に第１接点部を接触させてスイッチＯＮ状態とするように構成されている。また、ラバーシートは、操作者によるキートップのプッシュ操作解除によって弾性復帰し、第２接点部及び第３接点部のうち少なくとも一方の接点部から第１接点部を離間させてスイッチＯＦＦ状態とするように構成されている。

プリント基板は、所定の間隔（１．５ｍｍ程度）をもって並列し、かつ第１接点部の接触によって導通する第２接点部と第３接点部（接点部の幅方向寸法：０．７ｍｍ程度）が第２接点部・第３接点部形成面に形成されている。

以上の構成により、キートップがプッシュ操作されると、ラバーシートが弾性変形し、キートップをプッシュ方向に移動させる。このため、第１接点部がキートップの移動方向に変位して第２接点部と第３接点部とに接触し、これに伴い第２接点部と第３接点部とが導通してスイッチＯＮ状態が検出される。

一方、キートップのプッシュ操作が解除されると、ラバーシートが弾性復帰し、キートップをプッシュ方向と反対の方向に移動させる。このため、第１接点部がキートップの移動方向に変位して第２接点部及び第３接点部のうち少なくとも一方の接点部から離間し、これに伴い第２接点部と第３接点部との導通を解除してスイッチＯＦＦ状態が検出される。
特開平９−９２０７３号公報

しかしながら、特許文献１のスイッチ装置によると、プッシュ操作時にキートップのプッシュ方向が第２接点部及び第３接点部の並列方向にずれると、第１接点部の変位方向もずれ、第１接点部が第２接点部又は第３接点部に接触しないことがある。これは、第２接点部と第３接点部との間における製造誤差に基づく高さ方向の寸法差（０．０５ｍｍ）による導通不良の発生を防止する必要から、第２接点部と第３接点部との間の寸法（並列方向寸法）が比較的広い寸法（１．５ｍｍ）に設定されており、このため第１接点部の変位方向が第２接点部及び第３接点部の並列方向にずれると、それだけ第２接点部及び第３接点部のうちいずれか一方の接点部と第１接点部との接触不良が起こり易くなるからである。この結果、スイッチＯＮ状態の検出時に第２接点部と第３接点部とが導通せず、スイッチＯＮ状態の検出を確実に行うことができないという問題があった。

従って、本発明の目的は、スイッチＯＮ状態の検出時に第１接点部の位置ずれを許容して第２接点部と第３接点部とを導通させることができ、もってスイッチＯＮ状態の検出を確実に行うことができるスイッチ装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、第１接点部を有し、プッシュ操作によってプッシュ方向に変位するプッシュスイッチ部材と、前記プッシュスイッチ部材の前記プッシュ方向への変位による前記第１接点部の接触によって導通する第２接点部と第３接点部を有するベース部材とを備え、前記ベース部材は、前記第２接点部及び前記第３接点部が互いに並列して配置され、前記第２接点部及び前記第３接点部のうち少なくとも一方の接点部に他方の接点部に向かって突出する導電片がその先端部を前記ベース部材内に埋没させて接続されていることを特徴とするスイッチ装置を提供する。

本発明によると、スイッチＯＮ状態の検出時に第１接点部の位置ずれを許容して第２接点部と第３接点部とを導通させることができ、スイッチＯＮ状態を確実に得ることができる。

[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の全体を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の要部を説明するために示す平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の要部を拡大して示す断面図である。

〔スイッチ装置の全体構成〕
図１において、符号１で示すスイッチ装置は、装置本体２と、プッシュスイッチ部材としての操作キー３と、操作キー３のプッシュ操作状態を検出するためのベース部材４とから大略構成されている。

（装置本体２の構成）
装置本体２は、図１に示すように、下方に開口する凹部２０、及びこの凹部２０の内外に開口するキートップ挿通孔２１を有し、全体が例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂等のプラスチック材料からなる箱体によって形成されている。

（操作キー３の構成）
操作キー３は、図１に示すように、キートップ３０及びラバーシート３１からなり、装置本体２内に収容されている。

キートップ３０は、外部に露呈するプッシュ操作面３００、及びラバーシート３１（後述するスイッチ機能子３１１）にプッシュ操作力を伝達するプッシュ操作力伝達面３０１を有し、スイッチ機能子３１１上に載置され、かつ装置本体２の凹部２０及びキートップ挿通孔２１内に遊嵌されている。そして、プッシュ操作によってプッシュ方向に、またプッシュ操作解除によってプッシュ方向と反対の方向にそれぞれ変位するように構成されている。

ラバーシート３１は、シート本体３１０及びスイッチ機能子３１１を有し、キートップ３０の下方に配置されている。そして、全体が例えばシリコーンなど軟質の絶縁性ゴムからなるプラスチック材料によって形成されている。

シート本体３１０は、キートップ挿通孔２１の軸線に沿って開口する平面円形状の貫通孔３１２を有し、ベース部材４のキートップ操作側面（上面）に配設されている。

スイッチ機能子３１１は、プッシュ操作力伝達面３０１に対応するプッシュ操作力受面３１３を有し、シート本体３１０における貫通孔３１２の上側開口周縁にスカート状の連結部（薄肉部）３１４を介して一体に設けられている。そして、キートップ３０のプッシュ操作による連結部３１４の弾性変形によってスイッチＯＮ状態となる位置に変位し、そのプッシュ操作解除による連結部３１４の弾性変形によってスイッチＯＦＦ状態となる位置（初期位置）に復帰するように構成されている。スイッチ機能子３１１の下方端面（プッシュ操作力受面３１３と反対側の面）には、導電性ゴムからなる第１接点部３１５が配設されている。

（ベース部材４の構成）
ベース部材４は、図１に示すように、貫通孔３１２の軸線に沿って開口する平面円形状の凹部４０を有し、操作キー３の下方に配置され、かつ装置本体２内に収容されている。そして、全体が例えば装置本体２の材料と同一のプラスチック材料（ＰＢＴ樹脂等）によって形成されている。ベース部材４には、操作キー３（キートップ３０）のプッシュ方向への変位による第１接点部３１５の接触によって導通する第２接点部４１と第３接点部４２がインサート成形によって取り付けられている。また、ベース部材４には、第２接点部４１及び第３接点部４２に接続するスイッチＯＮ・ＯＦＦ状態の検出回路（図示せず）が形成されている。

第２接点部４１及び第３接点部４２は、図２に示すように、それぞれが互いに所定の間隔（１．５ｍｍ程度）をもって並設され、全体が例えば銅（Ｃｕ）等の金属材料によって形成されている。

第２接点部４１は、一部を凹部４０の開口面内に露出させてベース部材４内に埋設されている。第２接点部４１の露出側部には、第３接点部４２に向かって突出する導電片４１０がキートップ３０と反対側に折曲した状態で接続されている。

導電片４１０は、図３に示すように、基端部が凹部４０の開口面内（第１接点部側）に露出し、先端部がベース部材４内に埋没する傾斜片によって形成されている。これにより、プッシュ操作時に第１接点部３１５の変位方向が第３接点部４２に接近する側にずれても、導電片４１０を第３接点部４２に接近する側で第１接点部３１５に接触させることができる。また、導電片４１０のキートップ側への反り変形を阻止することができる。

第３接点部４２は、第２接点部４１と同様に、一部を凹部４０の開口面内に露出させてベース部材４内に埋設されている。第３接点部４２の露出側部には、第２接点部４１に向かって突出する導電片４２０がキートップ３０と反対側に折曲した状態で接続されている。

導電片４２０は、導電片４１０と同様に、図３に示すように、基端部が凹部４０の開口面内（第１接点部側）に露出し、先端部がベース部材４内に埋没する傾斜片によって形成されている。これにより、プッシュ操作時に第１接点部３１５の変位方向が第２接点部４１に接近する側にずれても、導電片４２０を第２接点部４１に接近する側で第１接点部３１５に接触させることができる。また、導電片４２０のキートップ側への反り変形を阻止することができる。

導電片４１０，４２０は、図２に示すように、第２接点部４１及び第３接点部４２の並列方向と直角な方向に所定の間隔をもって互いに並列し、かつ第１接点部側に露出する各部位の突出方向寸法ａ，ｂを加算した寸法（ａ＋ｂ）が第２接点部４１及び第３接点部４２との間の寸法（並列方向寸法）ｃより大きい寸法（ａ＋ｂ＞ｃ）に設定されている。これにより、プッシュ操作時にキートップ３０のプッシュ方向が第２接点部４１及び第３接点部４２の並列方向にずれても、その位置ずれを効果的に許容して図２に１点鎖線で示す第１接点部３１５を第２接点部４１と導電片４２０とに、又は図２に２点鎖線で示す第１接点部３１５を第３接点部４２と導電片４１０とに跨って接触させることができる。

なお、第２接点部４１及び第３接点部４２の幅方向寸法は、導電片４１０，４２０に折り曲げ加工を施したことによる捩れ変形の発生を防止するために、可能な限り大きい寸法（０．７ｍｍより大きい寸法）に設定されていることが望ましい。

〔スイッチ装置１の動作〕
図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために示す断面図である。図４（ａ）はプッシュ操作状態を、図４（ｂ）はプッシュ操作解除状態をそれぞれ示す。

「プッシュ操作」
図４（ａ）に示すように、スイッチＯＦＦ状態においてキートップ３０のプッシュ操作面３００が操作者の手指によってプッシュ操作されると、キートップ３０が下方（第２接点部４１及び第３接点部４２に接近する方向）に移動してスイッチ機能子３１１を押圧し、これに伴い連結部３１４が屈曲した状態に弾性変形し、スイッチ機能子３１１が下方に移動して第１接点部３１５が第２接点部４１及び第３接点部４２に跨って接触する。この際、キートップ３０のプッシュ方向が第２接点部４１及び第３接点部４２の並列方向にずれ、第１接点部３１５の変位方向がずれても、第１接点部３１５が第２接点部４１と導電片４２０とに、又は第３接点部４２と導電片４１０とに跨って接触する。このため、第２接点部４１と第３接点部４２とが導通してスイッチＯＮ・ＯＦＦ状態の検出回路がスイッチＯＮ状態を検出する。

「プッシュ操作解除」
図４（ｂ）に示すように、スイッチＯＮ状態においてキートップ３０のプッシュ操作面３００に対する操作者の手指によるプッシュ操作が解除されると、キートップ３０によるスイッチ機能子３１１に対する押圧状態を解除し、これに伴い連結部３１４が伸張した状態（初期状態）に弾性変形（復帰）し、スイッチ機能子３１１が上方（第２接点部４１及び第３接点部４２から離間する方向）に移動して第１接点部３１５の第２接点部４１及び第３接点部４２に対する接触状態を解除する。このため、第２接点部４１と第３接点部４２との導通が解除され、スイッチＯＮ・ＯＦＦ状態の検出回路がスイッチＯＦＦ状態を検出する。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）プッシュ操作時にキートップ３０のプッシュ方向が第２接点部４１及び第３接点部４２の並列方向にずれ、第１接点部３１５の変位方向がずれても、その位置ずれを許容して第１接点部３１５を第２接点部４１と導電片４２０とに、又は第３接点部４２と導電片４１０とに跨って接触させることができる。これにより、スイッチＯＮ状態の検出時に第２接点部４１と第３接点部４２とを導通させることができ、スイッチＯＮ状態の検出を確実に行うことができる。

（２）導電片４１０，４２０が第１接点部側に露出する各部位の突出方向寸法ａ，ｂを加算した寸法（ａ＋ｂ）より第２接点部４１と第３接点部４２との間の寸法ｃより大きい寸法（ａ＋ｂ＞ｃ）に設定されているため、第２接点部４１及び第３接点部４２の並列方向に対するキートップ３０によるプッシュ方向の位置ずれの許容範囲を広げることができる。

以上、本発明のスイッチ装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、第３接点部４２に向かって突出する導電片４１０が第２接点部４１に、また第２接点部４１に向かって突出する導電片４２０が第３接点部４２にそれぞれ接続されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第３接点部に向かって突出する導電片を第２接点部に、又は第２接点部に向かって突出する導電片を第３接点部に接続してもよい。すなわち要するに、本発明は、第２接点部及び第３接点部のうち少なくとも一方の接点部に他方の接点部に向かって突出する導電片がその先端部をベース部材内に埋没させて接続されていればよい。

（２）本実施の形態では、単一の操作キー３を備えたスイッチ装置に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の操作キーを備えたスイッチ装置にも適用可能である。この場合、例えばスイッチ装置のベース部材には複数の操作キーに対応して複数のスイッチ部（複数の第２接点部と複数の第３接点部）が配設される。

（３）本実施の形態では、ベース部材４等がＰＢＴ樹脂等のプラスチック材料によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他のプラスチック材料であってもよく、プラスチック材料以外の材料であっても何等差し支えない。

本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の全体を説明するために示す断面図。本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の要部を説明するために示す平面図。本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の要部を拡大して示す断面図。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために示す断面図。

符号の説明

１…スイッチ装置
２…装置本体、２０…凹部、２１…キートップ挿通孔
３…操作キー、３０…キートップ、３１…ラバーシート、３００…プッシュ操作面、３０１…プッシュ操作力伝達面、３１０…シート本体、３１１…スイッチ機能子、３１２…貫通孔、３１３…プッシュ操作力受面、３１４…連結部、３１５…第１接点部
４…ベース部材、４０…凹部、４１…第２接点部、４２…第３接点部、４１０，４２０…導電片

Claims

第１接点部を有し、プッシュ操作によってプッシュ方向に変位するプッシュスイッチ部材と、
前記プッシュスイッチ部材の前記プッシュ方向への変位による前記第１接点部の接触によって導通する第２接点部と第３接点部を有するベース部材とを備え、
前記ベース部材は、前記第２接点部及び前記第３接点部が互いに並列して配置され、前記第２接点部及び前記第３接点部のうち少なくとも一方の接点部に他方の接点部に向かって突出する導電片がその先端部を前記ベース部材内に埋没させて接続されている
ことを特徴とするスイッチ装置。
前記導電片は、前記第２接点部及び前記第３接点部にそれぞれ接続されている場合、第１接点部側に露出する各部位の突出方向寸法を加算した寸法が前記第２接点部と前記第３接点部との間の寸法より大きい寸法に設定されている請求項１に記載のスイッチ装置。