JP7633090B2 - スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、スイッチに関する。

スイッチにおいて、操作者の押下操作に応じて印加される押下力による破損を防止する種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、カバー部材に形成される可とう性の押圧突起部、及びケースに回転可能に接続された駆動部材を介してラバードームを含むスイッチ機構を押下するスイッチが記載される。特許文献１に記載されるスイッチでは、押圧突起部及び駆動部材の２つの部材を介してスイッチ機構を押下することで、スイッチ機構が、過剰な押下力により破損することを防止できる。また、特許文献１に記載されるスイッチでは、押圧突起部の鉛直方向の押下位置と、駆動部材の鉛直方向の押下位置とが相違するため、スイッチ機構に印加される押下力を抑制して、スイッチ機構に過剰な押下力が印加されることを防止できる。

また、特許文献２には、ケースの後方側を覆う基部及び基部の両端から前方に延出する腕部を有する金属製の後方カバー部材と、ケースに前方を覆う金属製の前方カバー部材によってケースを囲むスイッチが記載される。特許文献２に記載されるスイッチは、金属製のカバー部材でケースを囲むことで、前方からの押込み強度が向上される。

特開２０１７－１３０２７７号公報 特開２０１５－８８４４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるスイッチでは、押圧突起部及び駆動部材の２つの部材を介してスイッチ機構が押下されるので、押下時のストローク長が長くなると共に、押圧突起部及び駆動部材の荷重によりクリック感が低下するおそれがある。また、特許文献１に記載されるスイッチは、押下方向に延伸する押圧突起部を有すると共に、スイッチ機構を押下する押圧突起部及び駆動部材の２つの部材を有するので、小型化が容易ではない。

また、特許文献２に記載されるスイッチでは、ケースがカバー部材で囲れているのでカバーの破損は防止できるが、接点バネである可動接点は操作部材を介して押下力が直接印加されるので、過剰な押下力が操作部材に印加されたとき、破損するおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するものであり、過剰な押下力が印加されたときに、接点バネが破損するおそれが低いスイッチを提供することを目的とする。

本発明に係るスイッチは、ベースと、ベースの表面に配置されるダンパーバネと、ダンパーバネに支持された基台、基台の表面の中央に配置された第１固定接点、及び基台の表面において第１固定接点の外側に配置された第２固定接点を有する支持台と、第２固定接点に接触する接触部、及び基台の表面と反対の方向に膨らむ膨出部を有し、第１固定接点に接触するように配置された接点バネと、接点バネの上方に配置された押下板、及び押下板の下面に配置され、接点バネをカバーシートを介して押下する突起部を有するプランジャと、を有し、ダンパーバネは、プランジャが押下されることに応じて変形して、支持台をベースの方向に移動する。

さらに、本発明に係るスイッチでは、ベースは、短手方向の両端から支持台の側面に沿って起立する一対の起立部を更に有し、押下板は、一対の起立部を覆うように配置され、プランジャの上面が押下されて第１固定接点に接点バネが接触するまでの間、押下板は、一対の起立部から離隔し、第１固定接点に接点バネが接触した後に、押下板は、一対の起立部に接触することが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチでは、ベース及びダンパーバネは、導電性材料により形成され、支持台は、ダンパーバネの外側に配置された絶縁性の第１脚部及び第２脚部と、第１脚部の下端に配置され、第１固定接点に電気的に接続された第１電極と、第２脚部の下端に配置され、第２固定接点に電気的に接続された第２電極と、第１脚部の内部に配置され、第１固定接点と第１電極とを接続する第１接続部と、第２脚部の内部に配置され、第２固定接点と第２電極とを接続する第２接続部とを更に有することが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチは、押し子によって押下される押下部と、押し子により押下部が押下される押下力に応じて、押下部をプランジャの方向に移動可能に保持する弾性部と、押下部に電気的に接続された第３電極と、押下部に電気的に接続された第４電極と、を有し、支持台によって支持される導電性の入力バネを更に有することが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチでは、支持台は、ダンパーバネの外側に配置され、且つ、第３電極及び第４電極がそれぞれの下端に配置された絶縁性の第３脚部及び第４脚部を更に有し、入力バネは、第３脚部を貫通して配置され、押下部及び弾性部と第３電極とを接続する第３接続部と、第４脚部を貫通して配置され、押下部及び弾性部と第４電極とを接続する第４接続部とを更に有することが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチでは、入力バネは、第１脚部の上面に配置された第１支持部、及び第２脚部の上面に配置された第２支持部を更に有することが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチでは、ダンパーバネは、ベースの表面に接するように配置された一対の基部と、一対の基部の間にベースの表面から離隔して配置された頂部と、一対の基部と頂部とを接続する一対の傾斜部と、を有し、ダンパーバネは、頂部に支持されることが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチでは、ベースの両端の近傍には、締結部材が挿入可能な一対の締結孔が形成され、一対の基部の一方は、一対の締結孔の一方に対応する位置に締結部材が挿入可能な締結孔が形成され、一対の基部の他方は、一対の締結孔の他方に対応する位置に切欠きが形成されることが好ましい。

さらに、本発明に係るスイッチは、第１固定接点、第２固定接点及び接点バネを覆うカバーシートを更に有することが好ましい。

本発明に係るスイッチは、過剰な押下力が印加されたときに、接点バネが破損するおそれを低くすることができる。

（ａ）は実施形態に係るスイッチの斜視図（その１）であり、（ｂ）は（ａ）に示すスイッチの斜視図（その２）である。 （ａ）は図１（ａ）に示すスイッチの分解斜視図（その１）であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すスイッチの分解斜視図（その２）である。 （ａ）は図１（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すベースの斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すベースの正面図であり、（ｃ）は図１（ａ）に示すベースの平面図であり、（ｄ）は図１（ａ）に示すベースの側面図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すダンパーバネの斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すダンパーバネの平面図であり、（ｃ）は図１（ａ）に示すダンパーバネの側面図である。 図１（ａ）に示すリードフレームの斜視図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すリードフレームの平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すリードフレームの底面図であり、（ｃ）は図１（ａ）に示すリードフレームの正面図であり、（ｄ）は図１（ａ）に示すリードフレームの側面図である。 図７（ａ）に示すリードフレームに含まれる一対のリードの斜視図である。 図２（ａ）に示す第１接点バネの斜視図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すプランジャの斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示すプランジャの平面図であり、（ｃ）は図１（ａ）に示すプランジャの底面図であり、（ｄ）は図１（ａ）に示すプランジャの側面図である。 図１（ａ）に示す入力バネの斜視図である。 図１（ａ）に示す入力バネの押下部が押下されるときのスイッチの動作を示す図であり、（ａ）は入力バネの押下部が押下される前の状態を示し、（ｂ）は接点バネが反転動作した状態を示し、（ｃ）はプランジャの下面がベースの起立部の上端に接触した状態を示す。

以下、本開示の一側面に係るスイッチについて図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

（実施形態に係るスイッチの構成及び機能）
図１（ａ）は実施形態に係るスイッチの斜視図（その１）であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すスイッチの斜視図（その２）である。図２（ａ）は図１（ａ）に示すスイッチの分解斜視図（その１）であり、図２（ｂ）は図１（ａ）に示すスイッチの分解斜視図（その２）である。図３（ａ）は図１（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図３（ｂ）は図１（ａ）に示すＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

スイッチ１は、ベース１０と、ダンパーバネ２０と、リードフレーム３０と、接点バネ４０と、カバーシート５０と、プランジャ６０と、入力バネ７０を有し、入力バネ７０が押し子によって押下されることに応じてオンする。また、スイッチ１は、スイッチ１を操作する操作者の心拍数等の生体情報を示す生体情報信号を入力バネ７０を介して取得し、取得した生体情報信号を出力する。スイッチ１は、フレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuits、ＦＰＣ）に実装され、オンしたことを示す導通信号、及び生体情報信号をＦＰＣに出力する。

図４（ａ）はベース１０の斜視図であり、図４（ｂ）はベース１０の正面図であり、図４（ｃ）はベース１０の平面図であり、図４（ｄ）はベース１０の側面図である。

ベース１０は、ベース基部１１と、第１締結部１２と、第２締結部１３と、第１起立部１４と、第２起立部１５とを有する。ベース１０は、冷間圧延鋼板（Steel Plate Cold Commercial、ＳＰＣＣ）等の鋼材をプレス金型等で、抜き曲げして形成される。また、硬度を上げるために浸炭焼入れ処理を行っても良い。

ベース基部１１は、略矩形状の平面形状を有し、長手方向の両端に第１締結部１２及び第２締結部１３が配置されると共に、短手方向の両端に第１起立部１４及び第２起立部１５が配置される。第１締結部１２及び第２締結部１３は、正方形状の平面形状を有し、ベース１０の長手方向の両端に配置される。第１締結部１２及び第２締結部１３は、ネジ等の締結部材が挿入可能な一対の締結孔である第１締結孔１６及び第２締結孔１７のそれぞれが中央部に形成される。

第１起立部１４及び第２起立部１５のそれぞれは、略矩形の形状を有し、ベース１０の短手方向の両端の中央部からリードフレーム３０の側面に沿って起立する一対の起立部である。第１起立部１４及び第２起立部１５の上端は、プランジャ６０の下面の下方にプランジャ６０の下面から離隔して配置される。第１起立部１４及び第２起立部１５は、操作者の押下に応じてベース１０の方向に移動するプランジャ６０の下面に上端が接触することで、ベース１０方向、すなわち下方向へのプランジャ６０の移動を停止する。

図５（ａ）はダンパーバネ２０の斜視図であり、図５（ｂ）はダンパーバネ２０の平面図であり、図５（ｃ）はダンパーバネ２０の側面図である。

ダンパーバネ２０は、ステンレス鋼（Steel Use Stainless、ＳＵＳ）等の導電性の板材により形成され、第１ダンパー基部２１と、第２ダンパー基部２２と、ダンパー頂部２３と、第１傾斜部２４と、第２傾斜部２５とを有する。ダンパーバネ２０は、ベース１０の表面に配置されると共にリードフレーム３０を支持する。ダンパーバネ２０は、５０Ｎ以上の過剰な押下力が印加されることに応じて変形して、リードフレーム３０をベース１０の方向に移動する。

第１ダンパー基部２１及び第２ダンパー基部２２は、ベース１０の表面に接するように配置された一対の基部である。第１ダンパー基部２１は、第１締結部１２の表面の面積と同一の面積を有する正方向形状の平面形状を有し、第１締結孔１６に挿入される締結部材が挿入可能な第３締結孔２６が形成される。第１ダンパー基部２１は、第１締結部１２の表面に裏面が対向するように第１締結部１２に重畳して配置され、レーザー溶接等で第１締結部１２に固定される。第２ダンパー基部２２は、第２締結部１３の表面の面積と略同一の面積を有する正方向形状の平面形状を有する。第２ダンパー基部２２は、第２ダンパー基部２２の外側の辺から第２ダンパー基部２２の内側の辺に向けてＵ字型の切欠き２７が形成される。切欠き２７は、第２締結部１３に形成される第２締結孔１７に対応する位置に配置され、過負荷が掛かった場合には稼働することができる。なお、第１ダンパー基部２１は、第１締結部１２に固定されるが、ダンパーバネ２０の板厚が薄い場合には、第１ダンパー基部２１に加えて第２ダンパー基部２２がレーザー溶接等で第２締結部１３に固定されてもよい。また、第１締結孔１６及び第３締結孔２６にピン等の締結部材が挿入されて固定される場合は、第１ダンパー基部２１は、第１締結部１２に固定されなくてもよい。

ダンパー頂部２３は、矩形状の平面形状を有し、ダンパーバネ２０の中央にベース１０の表面から離隔して配置される。ダンパー頂部２３は、ダンパーバネ２０の短手方向に配列される第１係合孔２８及び第２係合孔２９が形成される。第１係合孔２８及び第２係合孔２９は、リードフレーム３０の底面に係合される。

第１傾斜部２４及び第２傾斜部２５は、第１ダンパー基部２１及び第２ダンパー基部２２のそれぞれとダンパー頂部２３とを接続する一対の傾斜部である。第１傾斜部２４の一端は第１ダンパー基部２１に接続され、第１傾斜部２４の他端はダンパー頂部２３に接続され、第１傾斜部２４は第１ダンパー基部２１からダンパー頂部２３に向けて上方に傾斜しながら延伸する。第２傾斜部２５の一端は第２ダンパー基部２２に接続され、第２傾斜部２５の他端はダンパー頂部２３に接続され、第２傾斜部２５は第２ダンパー基部２２からダンパー頂部２３に向けて上方に傾斜しながら延伸する。

図６はリードフレーム３０の斜視図であり、図７（ａ）はリードフレーム３０の平面図であり、図７（ｂ）はリードフレーム３０の底面図であり、図７（ｃ）はリードフレーム３０の正面図であり、図７（ｄ）はリードフレーム３０の側面図である。図８はリードフレーム３０に含まれる一対のリードの斜視図である。

リードフレーム３０は、第１固定接点３１と、第２固定接点３２と、基台３３と、第１脚部３４ａと、第２脚部３４ｂと、第３脚部３４ｃと、第４脚部３４ｄと、第１保持部３５ａと、第２保持部３５ｂと、第１電極３６と、第２電極３７とを有する。リードフレーム３０は、第１リード３８及び第２リード３９を高耐熱ポリアミド等のエンジニアプラスチックにインサート成形によって一体成形することによって形成される。

第１固定接点３１及び第２固定接点３２は、基台３３の表面の中央に形成される円筒状の収容部３３ａの内部に配置される。第１固定接点３１は収容部３３ａの中央に配置され、第２固定接点３２は収容部３３ａの外縁に沿って配置される。

基台３３は、略矩形の平面形状を有し、接点バネ４０を収容する収容部３３ａが表面に形成されると共に、第１突起部３３ｂ及び第２突起部３３ｃが裏面に形成される。また、基台３３の四隅には、第１脚部３４ａ、第２脚部３４ｂ、第３脚部３４ｃ及び第４脚部３４ｄが配置される。第１突起部３３ｂ及び第２突起部３３ｃのそれぞれは、円柱状の形状を有し、基台３３の短手方向に配列される。第１突起部３３ｂ及び第２突起部３３ｃがダンパーバネ２０のダンパー頂部２３に形成される第１係合孔２８及び第２係合孔２９と係合することで、リードフレーム３０は、ダンパーバネ２０に結合され、支持される。

第１脚部３４ａ、第２脚部３４ｂ、第３脚部３４ｃ及び第４脚部３４ｄのそれぞれは、基台３３の四隅に配置され、鉛直方向に延伸する。第１脚部３４ａの内部には、第１固定接点３１と第１電極３６との間を接続する第１接続部８５が配置され、第２脚部３４ｂの内部には、第２固定接点３２と第２電極３７との間を接続する第２接続部８７が配置される。第３脚部３４ｃは第１貫通孔３４ｅが形成され、第４脚部３４ｄは第２貫通孔３４ｆが形成される。第１貫通孔３４ｅには、入力バネ７０が有する第３接続部が貫通して配置され、第２貫通孔３４ｆには、入力バネ７０が有する第４接続部が貫通して配置される。

第１保持部３５ａ及び第２保持部３５ｂは、基台３３の表面の長手方向の端部に対向して配置される。第１保持部３５ａ及び第２保持部３５ｂの内側には、第１凹部３５ｃ及び第２凹部３５ｄが形成される。第１保持部３５ａ及び第２保持部３５ｂの上面には、入力バネ７０が配置され、第１保持部３５ａ及び第２保持部３５ｂの間には、プランジャ６０が配置される。第１凹部３５ｃ及び第２凹部３５ｄは、プランジャ６０の側面に形成される凸部と係合することで、プランジャ６０がスイッチ１の短手方向に移動して、リードフレーム３０から脱落することを防止する。

第１電極３６は、第１脚部３４ａの下面に配置され、第１固定接点３１に電気的に接続される。第２電極３７は、第２脚部３４ｂの下面に配置され、第２固定接点３２に電気的に接続される。

第１リード３８は、第１固定接点３１と、第１電極３６と、第１検査電極８１と、第１腕部８２と、第２腕部８３と、第１リード基部８４と、第１接続部８５とを有し、リードフレーム３０の内部に封入される。第１リード３８は、リン青銅等の導電性部材を切削加工すると共に曲げ加工することで形成される。

第１検査電極８１は、リードフレーム３０の長手方向の一方の側壁から突出するよう配置され、スイッチ１の製造時に検査工程等において、第１電極３６との間で導通試験が行われる。第１腕部８２は第１固定接点３１と第１リード基部８４との間を接続し、第２腕部８３は第１検査電極８１と第１リード基部８４との間を接続する。第１リード基部８４は、略矩形状の平面形状を有し、第１腕部８２及び第２腕部８３と共にリードフレーム３０の基台３３に封入される。第１接続部８５は、一端が第１リード基部８４に接続され、他端に第１電極３６が配置され、鉛直方向に延伸する。第１接続部８５は、第１脚部３４ａに封入される。第１接続部８５及び第２接続部８７は、入力バネ７０の押下部を挟んで配置される。

第２リード３９は、第２固定接点３２と、第２電極３７と、第２検査電極８６と、第２接続部８７とを有し、第１リード３８と共にリードフレーム３０の内部に封入される。第２リード３９は、第１リードと同様に、リン青銅等の導電性部材を切削加工すると共に曲げ加工することで形成される。

第２検査電極８６は、基台３３に一部が封入される第２固定接点３２の一辺に、リードフレーム３０の長手方向の他方の側壁から突出するよう配置され、スイッチ１の製造時に検査工程等において、第２電極３７との間で導通試験が行われる。第２接続部８７は、一端が第２固定接点３２に接続され、他端に第２電極３７が配置され、鉛直方向に延伸する。第２接続部８７は、第２脚部３４ｂに封入される。

接点バネ４０は、第１接点バネ４１と、第２接点バネ４２と、第３接点バネ４３とを有する。第１接点バネ４１、第２接点バネ４２及び第３接点バネ４３は、バネ性を有する薄板金属板に形成され、同一形状を有する。第１接点バネ４１、第２接点バネ４２及び第３接点バネ４３は、リードフレーム３０の収容部３３ａに重畳して配置される。

図９は、第１接点バネ４１の斜視図である。

第１接点バネ４１は、ＳＵＳ等の導電性の板材により形成され、外縁部４４と、膨出部４５とを有する。外縁部４４は、リング状の平面形状を有し、第２固定接点３２に接触する接触部である。膨出部４５は、ドーム状の形状を有する。第１接点バネ４１は、膨出部４５の膨らむ方向が基台３３の表面と反対の方向となり、膨出部４５が反転動作したときに膨出部４５の頂部４６が第１固定接点３１を押下するように配置される。なお、外縁部４４は、膨出部４５の外縁の全体に亘って配置されるが、外縁部４４は、１又は複数の切欠きが形成されてもよい。

膨出部４５は、プランジャ６０を介して頂部４６が押下して３Ｎ程度の押下力が印加されることに応じて、反転動作して頂部４６が第１固定接点３１に接触する。頂部４６が第１固定接点３１に接触することに応じて、第１固定接点３１、第２固定接点３２及び接点バネ４０を介して、第１電極３６と第２電極３７との間が導通状態となり、スイッチ１はオンする。

膨出部４５は、プランジャ６０を介する頂部４６の押下が終了することに応じて、復元動作して頂部４６が第１固定接点３１から離隔する。頂部４６が第１固定接点３１から離隔することに応じて、第１電極３６と第２電極３７との間が非導通状態となり、スイッチ１はオフする。

第２接点バネ４２及び第３接点バネ４３の構成及び機能は、第１接点バネ４１の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。第１接点バネ４１に加えて第２接点バネ４２及び第３接点バネ４３を第１接点バネ４１に重畳して配置することで、スイッチ１は、クリック感が向上する。

カバーシート５０は、ポリイミド等の可とう性を有する合成樹脂で形成されたシート材であり、収容部３３ａを含む基台３３の表面の全面に亘って接着される。カバーシート５０が基台３３の表面に接着されることで、収容部３３ａに収容される第１固定接点３１、第２固定接点３２及び接点バネ４０は、カバーシート５０に覆われて、外部からの水分及び異物の侵入から保護される。カバーシート５０は、例えばレーザー溶着によって固定されてもよい。また、カバーシート５０は、過負荷時に、プランジャ６０とベース１０の起立部１４、起立部１５との電気的絶縁を行い、入力バネ７０から入力される生体信号の電気的回路が正常に保たれる機能も有する。

図１０（ａ）はプランジャ６０の斜視図であり、図１０（ｂ）はプランジャ６０の平面図であり、図１０（ｃ）はプランジャ６０の底面図であり、図１０（ｄ）はプランジャ６０の側面図である。

プランジャ６０は、押下板６１と、第１凸部６２と、第２凸部６３と、第１壁部６４と、第２壁部６５と、突起部６６とを有する。プランジャ６０は、ＳＰＣＣ等の鋼材をコイニング加工した後に、浸炭焼入処理を施すことで硬化して形成した部材を切削加工して形成される。

押下板６１は、略矩形状の平面形状を有し、長手方向の中央部において短手方向の両端に第１凸部６２及び第２凸部６３が配置され、長手方向の両端の上方に第１壁部６４及び第２壁部６５が配置される。

第１凸部６２及び第２凸部６３は、プランジャ６０がリードフレーム３０の基台３３に配置されるときに、リードフレーム３０の第１保持部３５ａ及び第２保持部３５ｂの内側に形成される第１凹部３５ｃ及び第２凹部３５ｄに係合する。プランジャ６０は、第１凸部６２及び第２凸部６３が第１凹部３５ｃ及び第２凹部３５ｄに係合することで、リードフレーム３０から脱落することが防止される。

第１壁部６４及び第２壁部６５の内側には、第１受け部６７及び第２受け部６８が形成される。第１受け部６７及び第２受け部６８のそれぞれは、円弧状の平面形状を有し、入力バネ７０の外縁に対向するように配置される。

突起部６６は、半円状の形状を有し、押下板６１の下面に配置される。突起部６６は、入力バネ７０を介して押下板６１が押下されたときに、接点バネ４０がカバーシート５０を介して押下する。なお、突起部６６は、半円状の形状を有するが、突起部６６は、先端が平坦な形状であってもよい。

プランジャ６０は、押下板６１がベース１０の第１起立部１４及び第２起立部１５を覆うように配置される。具体的には、プランジャ６０は、押下板６１の長手方向の端部が第１起立部１４及び第２起立部１５の上方に位置するように配置される。

図１１は、入力バネ７０の斜視図である。

入力バネ７０は、押下部７１と、第１弾性部７２ａと、第２弾性部７２ｂと、第１分岐部７３ａと、第２分岐部７３ｂと、第１支持部７４ａと、第２支持部７４ｂと、第３接続部７５と、第４接続部７６と、第３電極７７と、第４電極７８とを有する。入力バネ７０は、例えばりん青銅等の低荷重の導電性材料に打抜き加工及び曲げ加工等を施すことで形成される。

押下部７１は、円形状の平面形状を有し、入力バネ７０の中心に配置され、押し子により押下される。第１弾性部７２ａは、押下部７１の外縁から押下部７１の外縁に沿って湾曲しながら第１分岐部７３ａまで延伸する。第２弾性部７２ｂは、第１弾性部７２ａが接続される押下部７１の外縁の反対の位置から押下部７１の外縁に沿って湾曲しながら第１分岐部７３ａまで延伸する。第１弾性部７２ａ及び第２弾性部７２ｂは、押し子により押下部７１が押下される押下力に応じて、押下部７１をプランジャ６０の押下板６１の方向に移動可能に保持する。

第１分岐部７３ａは、矩形状の平面形状を有し、長手方向の内側の辺の中央部に第１弾性部７２ａが接続される。第２分岐部７３ｂは、第１分岐部７３ａと同様に、矩形状の平面形状を有し、長手方向の内側の辺の中央部に第２弾性部７２ｂが接続される。第１支持部７４ａは、一端が第１分岐部７３ａの長手方向の一端に接続され、他端がリードフレーム３０の第１脚部３４ａの上面に接触するように配置される。第２支持部７４ｂは、一端が第２分岐部７３ｂの長手方向の一端に接続され、他端がリードフレーム３０の第２脚部３４ｂの上面に接触するように配置される。

第３接続部７５は、鉛直方向に延伸する細板状の形状を有し、一端が第１支持部７４ａの他端に接続され、他端に第３電極７７が配置される。第４接続部７６は、鉛直方向に延伸する細板状の形状を有し、一端が第２支持部７４ｂの他端に接続され、他端に第４電極７８が配置される。第３接続部７５及び第４接続部７６は、押下部７１を挟んで配置される。

第１弾性部７２ａ、第１分岐部７３ａ、第１支持部７４ａ及び第３接続部７５は、平面視したときに第２弾性部７２ｂ、第２分岐部７３ｂ、第２支持部７４ｂ及び第４接続部７６と、押下部７１の中心点を対称の中心とする点対称になるように配置される。

入力バネ７０は、スイッチ１を操作する操作者の指先等の身体が導電性の押し子に接触したときに、操作者の心拍数等の生体情報を示す電気信号を第３電極７７及び第４電極７８から出力する。

図１２は、入力バネ７０の押下部７１が押下されるときのスイッチ１の動作を示す図である。図１２（ａ）は入力バネ７０の押下部７１が押下される前の状態を示し、図１２（ｂ）は接点バネ４０が反転動作した状態を示し、図１２（ｃ）はプランジャ６０の下面がベース１０の第１起立部１４及び第２起立部１５の上端に接触した状態を示す。図１２（ａ）～１２（ｃ）のそれぞれは、図１（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

スイッチ１の上方には、入力バネ７０の押下部７１を押下する導電性の押し子１００が配置される。操作者が指等により押し子１００を押下することに応じて、押し子１００の下面は、入力バネ７０の押下部７１に接触する。入力バネ７０の押下部７１に接触すると、第３電極７７及び第４電極７８から、操作者の生体情報を示す生体情報信号から出力される。

押し子１００が更に押下されると、入力バネ７０の押下部７１は、第１弾性部７２ａ及び第２弾性部７２ｂに支持されながら、矢印Ｃで示される押下方向に移動して、プランジャ６０の押下板６１に接触する。プランジャ６０の押下板６１に接触した後に押し子１００が更に押下されると、プランジャ６０は、入力バネ７０の押下部７１と共に初期位置から押下方向に移動する。

プランジャ６０が押下方向に移動するとき、プランジャ６０の突起部６６は、カバーシート５０を介して接点バネ４０の頂部４６を押下する。プランジャ６０の突起部６６が接点バネ４０の頂部を押下することに応じて、接点バネ４０の膨出部４５は、反転動作して第１接点バネ４１の頂部４６は、第１固定接点３１に接触する。第１接点バネ４１の頂部４６が第１固定接点３１に接触することで、第１電極３６と第２電極３７との間が導通して、スイッチ１はオンする。

また、プランジャ６０の突起部６６が接点バネ４０の頂部を押下することに応じて、接点バネ４０を収容する収容部３３ａを有するリードフレーム３０を支持するダンパーバネ２０のダンパー頂部２３が押下方向に移動する。リードフレーム３０を支持するダンパーバネ２０のダンパー頂部２３が押下方向に移動することで、リードフレーム３０は、押下方向に移動する。例えば３Ｎ等の通常の荷重によりスイッチ１がオンするときに、ダンパーバネ２０が撓むことによりリードフレーム３０の移動距離は、例えば９μｍである。

押し子１００が更に押下されると、プランジャ６０の押下方向の移動に応じて、ダンパーバネ２０のダンパー頂部２３の移動に伴って、リードフレーム３０は、押下方向に移動する。プランジャ６０が押下方向に更に移動して、プランジャ６０の押下板６１の下面が、ベース１０の第１起立部１４及び第２起立部１５の上端に接触することで、プランジャ６０の押下方向への移動は停止する。例えば５０Ｎ等の過剰な荷重により押下板６１の下面が第１起立部１４及び第２起立部１５の上端に接触するときに、ダンパーバネ２０が撓むことによりリードフレーム３０の移動距離は、例えば１５０μｍである。

操作者が押し子１００の押下を終了すると、押し子１００及び入力バネ７０の押下部７１を介して印加されていた押下力がゼロになり、ダンパーバネ２０のダンパー頂部２３は、復元動作により押下方向と反対の方向に移動する。ダンパーバネ２０のダンパー頂部２３の移動に伴ってリードフレーム３０は、押下方向と反対の方向に移動して初期位置に戻る。また、押下力がゼロになり、反転動作していた接点バネ４０は復元動作して、プランジャ６０は、押下方向と反対の方向に移動して初期位置に戻る。

（実施形態に係るスイッチの作用効果）
スイッチ１は、過剰な押下力が押下されたときに、接点バネ４０を収容するリードフレーム３０は、押下方向に移動するので、過剰な押下力が印加されることにより、接点バネ４０が破損するおそれが低い。

また、スイッチ１では、プランジャ６０が押下方向に所定の距離だけ移動したときにプランジャ６０の下面がベース１０の第１起立部１４及び第２起立部１５の上端に接触して、プランジャ６０の押下方向への移動は停止する。スイッチ１では、プランジャ６０の押下方向への移動を第１起立部１４及び第２起立部１５が規制するので、大きなバネをダンパーバネ２０として使用してリードフレーム３０の移動距離を長くすることなく、過剰な押下力の接点バネ４０への印加を防止できる。

また、ダンパーバネ２０では、プランジャ６０の押下方向への移動を第１起立部１４及び第２起立部１５が規制するので、例えば１００Ｎ以上の非常に大きな押下力への耐久性を有するように大きなバネをダンパーバネ２０として使用しなくてもよい。スイッチ１は、大きなバネをダンパーバネ２０として使用しなくてもよいので小型化が可能になる。

また、スイッチ１では、第１接続部８５、第２接続部８７、第３接続部７５及び第４接続部７６は、絶縁性の第１脚部３４ａ～第４脚部３４ｄの内部に配置されるので、導電性部材で形成されるベース１０及びダンパーバネ２０との間の離隔距離を短くできる。スイッチ１は、第１接続部８５、第２接続部８７、第３接続部７５及び第４接続部７６と、ベース１０及びダンパーバネ２０との間の離隔距離を短くすることで、小型化することができる。

また、スイッチ１では、入力バネ７０の第１支持部７４ａ及び第２支持部７４ｂは、第１接続部８５及び第２接続部８７が内部に配置される第１脚部３４ａ及び第２脚部３４ｂの上面に配置されるので、水平方向の面積を小さくすることができる。

また、スイッチ１では、第３接続部７５及び第４接続部７６は、押下部７１を挟んで、押下部７１の中心を対称の中心として点対称となるように配置されるので、第３電極７７及び第４電極７８のそれぞれから出力される生体情報信号の電気特性は、一致する。

（実施形態に係るスイッチの変形例）
スイッチ１は、単一のダンパーバネ２０を有するが、実施形態に係るスイッチは、重畳して配置される弾性力の異なる２つ以上のダンパーバネを有してもよい。例えば、実施形態に係るスイッチは、ベースの表面に配置された弾性力が大きいダンパーバネの上方に弾性力が小さい弾性力を重畳して配置することで、押下されることにより発生する振動のＦＰＣへの伝搬を抑制することができる。

また、実施形態に係るスイッチは、第１電極３６、第２電極３７、第３電極７７及び第４電極７８の下方にバネ等の導電性の弾性部材を有してもよい。実施形態に係るスイッチは、第１電極３６、第２電極３７、第３電極７７及び第４電極７８の下方に導電性の弾性部材を有することで、押下されることにより発生する振動のＦＰＣへの伝搬を抑制することができる。

また、スイッチ１では、ダンパーバネ２０は、傾斜部を介して基部に接続される頂部によってリードフレーム３０を支持する板バネであるが、実施形態に係るスイッチでは、ダンパーバネは、コイルバネ及び皿バネ等の他の弾性体であってもよい。

また、スイッチ１では、接点バネ４０はリードフレーム３０に形成される収容部３３ａに収容されるが、実施形態に係るスイッチでは、接点バネ４０を収容する収容部材は、基板及び枠材により形成されてもよい。

また、スイッチ１は、操作者の生体情報を取得する入力バネ７０を有するが、実施形態に係るスイッチでは、操作者の生体情報を取得しない場合は、入力バネ７０は、省略されてもよい。

１ スイッチ
１０ ベース
２０ ダンパーバネ
３０ リードフレーム（支持台）
４０ 接点バネ
５０ カバーシート
６０ プランジャ
７０ 入力バネ

Claims (9)

1. ベースと、
   前記ベースの表面に配置されるダンパーバネと、
   前記ダンパーバネに支持された基台、前記基台の表面の中央に配置された第１固定接点、及び前記基台の表面において前記第１固定接点の外側に配置された第２固定接点を有する支持台と、
   前記第２固定接点に接触する接触部、及び前記基台の表面と反対の方向に膨らむ膨出部を有し、前記第１固定接点に接触するように配置された接点バネと、
   
   前記接点バネの上方に配置された押下板、及び前記押下板の下面に配置され、前記接点バネを押下する突起部を有するプランジャと、を有し、
   前記ダンパーバネは、前記プランジャが押下されることに応じて変形して、前記支持台を前記ベースの方向に移動する、
   ことを特徴とするスイッチ。
2. 前記ベースは、短手方向の両端から前記支持台の側面に沿って起立する一対の起立部を更に有し、
   前記押下板は、前記一対の起立部を覆うように配置され、
   前記プランジャの上面が押下されて前記第１固定接点に前記接点バネが接触するまでの間、前記押下板は、前記一対の起立部から離隔し、
   前記第１固定接点に前記接点バネが接触した後に、前記押下板は、前記一対の起立部に接触する、請求項１に記載のスイッチ。
3. 前記ベース及び前記ダンパーバネは、導電性材料により形成され、
   前記支持台は、
   前記ダンパーバネの外側に配置された絶縁性の第１脚部及び第２脚部と、
   前記第１脚部の下端に配置され、前記第１固定接点に電気的に接続された第１電極と、
   前記第２脚部の下端に配置され、前記第２固定接点に電気的に接続された第２電極と、
   前記第１脚部の内部に配置され、前記第１固定接点と第１電極とを接続する第１接続部と、
   前記第２脚部の内部に配置され、前記第２固定接点と第２電極とを接続する第２接続部と、
   を更に有する、請求項１又は２に記載のスイッチ。
4. 押し子によって押下される押下部と、
   押し子により前記押下部が押下される押下力に応じて、前記押下部を前記プランジャの方向に移動可能に保持する弾性部と、
   前記押下部に電気的に接続された第３電極と、
   前記押下部に電気的に接続された第４電極と、を有し、
   前記支持台によって支持される導電性の入力バネを更に有する、請求項３に記載のスイッチ。
5. 前記支持台は、前記ダンパーバネの外側に配置され、且つ、前記第３電極及び前記第４電極がそれぞれの下端に配置された絶縁性の第３脚部及び第４脚部を更に有し、
   前記入力バネは、
   前記第３脚部を貫通して配置され、前記押下部及び前記弾性部と前記第３電極とを接続する第３接続部と、
   前記第４脚部を貫通して配置され、前記押下部及び前記弾性部と前記第４電極とを接続する第４接続部と、
   を更に有する、請求項４に記載のスイッチ。
6. 前記入力バネは、前記第１脚部の上面に配置された第１支持部、及び前記第２脚部の上面に配置された第２支持部を更に有する、請求項５に記載のスイッチ。
7. 前記ダンパーバネは、
   前記ベースの表面に接するように配置された一対の基部と、
   前記一対の基部の間に前記ベースの表面から離隔して配置された頂部と、
   前記一対の基部と前記頂部とを接続する一対の傾斜部と、を有し、
   前記ダンパーバネは、前記頂部に支持される、請求項１～６の何れか一項に記載のスイッチ。
8. 前記ベースの両端の近傍には、締結部材が挿入可能な一対の締結孔が形成され、
   前記一対の基部の一方は、前記一対の締結孔の一方に対応する位置に締結部材が挿入可能な締結孔が形成され、
   前記一対の基部の他方は、前記一対の締結孔の他方に対応する位置に切欠きが形成される、請求項７に記載のスイッチ。
9. 前記第１固定接点、前記第２固定接点及び前記接点バネを覆うカバーシートを更に有する、請求項１～８の何れか一項に記載のスイッチ。

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