Push-on switch

本発明は、各種電子機器の入力操作部に使用されるプッシュオンスイッチに関するものである。

近年、電子機器の小形、高品位化に伴って、使用されるプッシュオンスイッチ等の電子部品においても、小形でかつ操作時の指の疲れが少なく感触が良いものが望まれている。 そのようなプッシュオンスイッチとしては、スイッチが電気的にオンした際に底突き感が無く、さらに押し込み代を備えたもの、つまりスイッチオンまでの操作ストローク（以下は、オンストロークと言う）に加えて、さらに押し込み代（以下は、オーバーストロークと言う）を備えた操作ストロークが長くて操作感触の良好なスイッチが要望されている。

このような従来のプッシュオンスイッチについて、図７〜図１０を用いて説明する。

図７は従来のプッシュオンスイッチの正面断面図であり、図８は同分解斜視図である。

同図において、１は絶縁樹脂からなる箱形のスイッチケースで、その上面角部には柱状のカシメ用突起１Ａが設けられている。 また、このスイッチケース１の内底面には、接続用端子２Ａと連結した中央固定接点２、および接続用端子３Ａと連結して二箇所に配された外側固定接点３がインサート成形により固定され、二箇所の外側固定接点３の上には弾性金属薄板製の可動接点４が載せられている。

この可動接点４は、円形リング状に形成された外周部４Ａとこの外周部４Ａから中央部分に延出された舌片部４Ｂを備えたものとなっており、この舌片部４Ｂは、外周部４Ａとの連結部４Ｃで上方に傾斜を持って折り曲げられている。 そして、この可動接点４の外周部４Ａが上記外側固定接点３上に載せられて電気的に接触し、その状態で中央の舌片部４Ｂは上記中央固定接点２と所定の間隔をあけて対向してスイッチ接点を構成している。

そして、５は、エラストマなどの弾性材料からなり、上部に棒状部５Ａを有し、下部が下方開口の薄肉の円錐形部５Ｂとなった弾性体で、この円錐形部５Ｂの下方開口の中央部から下方に突出した押圧突起５Ｃが、上記可動接点４の舌片部４Ｂと所定間隔をあけて対向するようにして、円錐形部５Ｂの下端部５Ｄが可動接点４の外周部４Ａ上面に載置されている。

また、その弾性体５の棒状部５Ａの上には、下方開口の円柱形で絶縁樹脂からなる操作体６が載せられており、その操作体６は、側壁部６Ａ外方に所定幅で上下方向に凸形状で形成された係合部６Ｂを２箇所、中心からの対称位置に有すると共に、上記係合部６Ｂと直交した位置の側壁部６Ａ下端に抜け止め用の係止爪部６Ｃが設けられている。

そして、７は略筒状の絶縁樹脂製の連結体であり、その貫通孔７Ａから操作体６上部を操作部６Ｄとして上方に突出状態にして、下方のカシメ用切り欠き部７Ｂがスイッチケース１の上面角部のカシメ用突起１Ａによりカシメ固定されてスイッチケース１に取り付けられている。

この連結体７には、操作体６の側壁部６Ａに設けられた凸形状の係合部６Ｂに対応する上下方向に貫通した溝部７Ｃを内壁部に備え、その溝部７Ｃに操作体６の係合部６Ｂが、ガタツキを生じないように係合されることによって操作体６はスムーズに上下動可能に案内され、かつ図７に示す押し力の加わっていない通常状態で、操作体６の係止爪部６Ｃは貫通孔７Ａ周囲の天面部下面で係止されて操作体６は抜け止めされている。 なお、上記溝部７Ｃと上記係合部６Ｂとの係合部分は、断面方向が異なるため図７等の断面図においては図示を省略している。

そして、上記連結体７の係止爪部６Ｃが位置した方向の係止爪部６Ｃから下方の側壁部分は、側面方向に向かって形成された凹部７Ｄとなっており、上記操作体６の下方への移動の際に、係止爪部６Ｃは支障なく移動可能であると共に、その凹部７Ｄの側部でも係止爪部６Ｃの側部がガイドされつつ移動するようになっている。 すなわち、操作体６は、係合部６Ｂおよび係止爪部６Ｃに対し、溝部７Ｃおよび凹部７Ｄで上下方向への移動規制がなされると共に、操作体６の回転や上方への抜けを防止されている。

従来のプッシュオンスイッチは、以上のように構成されており、次にこのプッシュオンスイッチの動作について説明する。

まず、図７に示すスイッチＯＦＦ状態から操作体６の上方に突出した操作部６Ｄを押圧操作すると、図９に示すように、操作体６が、弾性体５を下方に押し下げ、弾性体５の円錐形部５Ｂを座屈変形させる。 その変形時に軽快なクリック感を生じ、それと同時に、弾性体５の押圧突起５Ｃが可動接点４の舌片部４Ｂを押し下げ、舌片部４Ｂの下面を中央固定接点２に当接させて中央固定接点２と外側固定接点３の間すなわち二つの接続用端子２Ａ、３Ａの間が導通される。

そして、操作体６の操作部６Ｄへの押し力を除くと、弾性体５および可動接点４は各々自らの弾性復元力によって元の状態に復帰し、二つの接続用端子２Ａ、３Ａの間は再びスイッチＯＦＦ状態となる。

そして、その押圧操作時の操作ストロークをＸ軸にとり、操作力をＹ軸にとって操作ストロークと操作力の関係を表わすと、図１０のように示すことができ、この図１０中に示すＰ点までがオンストロークで、Ｐ点から先はスイッチＯＮ状態となるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平１０−９２２６０号公報

しかしながら上記従来のプッシュオンスイッチにおいては、弾性体５の円錐形部５Ｂが座屈変形してスイッチＯＮ状態となった後は、さらに変形する部分がなく、図１０に示すようにスイッチがＯＮするＰ点からは操作距離がほとんど得られず、操作時に底突き感が生じてしまうため、さらにオーバーストロークを備えた操作ストロークが長くて良好な操作感触のものへの要求に応えられないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、スイッチＯＮ後のオーバーストロークを備えた操作ストロークが長くて良好な操作感触のプッシュオンスイッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、電気的に独立した外側固定接点と中央固定接点を備えた絶縁樹脂製のケースと、環状の外周部が上記外側固定接点上に載置され、上記外周部から環状の中央部に延出されて上記中央固定接点上方に間隔をあけて対峙した舌片部を有した金属薄板製の可動接点と、上部が中央穴を有した円筒状部で、下部が下方開口の円錐形状をした円錐形部となり、上記中央穴の底部下面となる上記円錐形部の開口中央部に押圧突起を備えると共に、その仕切り部分が弾性変形可能に形成され、上記可動接点の外周部上に上記円錐形部の下端部が載置された弾性材料製の弾性体と、上記ケースの上部に固着され、貫通孔を備えたカバーと、上記カバーの貫通孔から操作部を上方に突出させるようにして上記弾性体の円筒状部上面に載置され、上記カバーで上下動可能に支持された操作体とからなるプッシュオンスイッチとしたものである。

当該構成とすると、操作体への押圧操作で、弾性体の押圧突起が可動接点の舌片部を押下し中央固定接点と外側固定接点間が導通してスイッチＯＮの状態となってから、さらに操作体を押圧操作すると、押圧突起の座となる円筒状部の中央穴底部の仕切り部分が上方凸形のドーム形状に弾性変形し、それに伴って円筒状部の中央穴も上方に向けて拡径変形するため、スイッチＯＮ後のオーバーストロークが得られる操作ストロークの長いプッシュオンスイッチとすることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体が、操作部の下面から突出した突起を備え、弾性体の円筒状部の中央穴に上記突起が嵌入されているものであり、弾性体は、円筒状部がその中央穴に嵌入状態とされた操作部下面の突起によって位置規制をされるため、弾性体の円筒状部のずれ等がなく動作していくものにでき、良好な操作感触を維持することができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、操作体が、弾性体の円筒状部上面に当接する操作部の下面に、上記円筒状部の中央穴内に対応する位置から上記円筒状部の外側に至る溝を備えたものであり、押圧操作時に弾性体の円筒状部の中央穴内の空気が密閉されることなく、操作体の操作部下面の溝により出入り可能になるので、良好な操作感触が維持されるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、スイッチがＯＮした後も弾性体の円筒状部に設けられた中央穴底部の仕切り部分が、上方凸形状に弾性変形可能となるため、オーバーストロークを備えた操作ストロークの長いプッシュオンスイッチが実現できるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるプッシュオンスイッチの正面断面図であり、図２は同分解斜視図である。

同図において、１１は絶縁樹脂からなる箱形のスイッチケースであり、その内底面に中央固定接点１２とそれを挟んで対称な位置に配された二つの外側固定接点１３が露出状態にインサート成形固定され、それぞれの固定接点１２、１３と導通した接続用端子１２Ａ、１３Ａが側壁外方に導出されている。

そして、外側固定接点１３上面には、弾性金属薄板からなる可動接点１４の円形リング状に形成された外周部１４Ａが載置されて配されると共に、その外周部１４Ａの中央に向けて傾斜状態で延設された舌片部１４Ｂは、中央固定接点１２と所定の間隔をあけて対向している。

そして、１５は、エラストマなどの弾性材料からなる弾性体で、その上部が円筒状部１５Ａ、また下部が下方開口の円錐形部１５Ｂに形成されており、上記可動接点１４の外周部１４Ａ上に上記円錐形部１５Ｂの下端部が載置されている。 さらに、その弾性体１５の円筒状部１５Ａ上面には、絶縁樹脂からなる操作体１６が配されている。

そして、１７は、略筒状に絶縁樹脂で構成され、スイッチケース１１に固定されている連結体であり、その貫通孔１７Ａから上記操作体１６の上部が上方に突出して操作部１６Ｄとしてなるように、上記操作体１６を上下動可能に支持している。 なお、上記操作体１６は、従来と同様に、側壁部の下端部に突設された係止爪部が、貫通孔１７Ａの側面方向に向かって形成された凹部の天面部下面に当接係止されるなどして上記連結体１７で上方への抜け止めや回転規制等がなされている。 この連結体１７が、カバーに相当する部材である。

当該実施の形態によるプッシュオンスイッチは、上記弾性体１５の円筒状部１５Ａの形状になしたこと、またそれに相対する操作体１６の下面形状が従来のものとは異なり、その他の構成部分は従来のものと同じである。

つまり、図１の正面断面図に示すように、弾性体１５には、上部の円筒状部１５Ａに上方開口の中央穴１５Ｅが設けられており、その中央穴１５Ｅの底部で、下方開口の円錐形部１５Ｂの開口中央部に設けられた押圧突起１５Ｃの座となる仕切り部１５Ｆの厚みを、円筒状部１５Ａよりも先に弾性変形する厚みに設定している。 なお、円錐形部１５Ｂの傾斜部分を構成する薄肉部は、仕切り部１５Ｆよりも先に弾性変形する厚みで設定している。

さらに、操作体１６の操作部１６Ｄ下面には円筒状部１５Ａの外径よりも大径の円形台座を有し、その中央部に、上記弾性体１５の中央穴１５Ｅに対応する外径の突起１６Ｅが下方に突出して設けられ、中央穴１５Ｅの中間部まで嵌入されている。

また、図３の操作体１６と弾性体１５の要部外観図に示すように、操作体１６の操作部１６Ｄ下面に設けられた円形台座には、弾性体１５の円筒状部１５Ａの中央穴１５Ｅ内に対応する位置からその円筒状部１５Ａの外側に至る溝１６Ｆが、突起１６Ｅを中心とする１８０度対向する方向に二箇所設けられている。 なお、この円形台座の下面に円筒状部１５Ａ上端が接している。

当該実施の形態によるプッシュオンスイッチは、以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

まず、図１における押圧力が加わっていない通常状態から、操作体１６の上方に突出した操作部１６Ｄに押し力を加えて押圧操作すると、図４に示すように、まず弾性体１５の薄肉の円錐形部１５Ｂが座屈変形し、その変形時に軽快なクリック感を発生させると共に、弾性体１５の押圧突起１５Ｃが可動接点１４の舌片部１４Ｂを押し下げ、舌片部１４Ｂの下面を中央固定接点１２に当接させて外側固定接点１３と中央固定接点１２の間、すなわち二つの接続用端子１２Ａ、１３Ａの間が導通され、スイッチＯＮ状態となる。

このときの操作ストロークが、図６の操作ストロークと操作力の関係を示す図に表記したＱ点までの距離であり、スイッチのオンストロークとなる。

また、このとき操作体１６下面に設けた突起１６Ｅを弾性体１５の円筒状部１５Ａにおける中央穴１５Ｅに嵌入させた構成としているので、押圧操作により円筒状部１５Ａに押下力が加わっても、その円筒状部１５Ａが座屈変形したり、操作体１６と円筒状部１５Ａそれぞれの中心位置がずれること等が防止でき、操作力と操作ストロークの関係が保たれて、安定した良好な操作感触が得られるようにできる。

次に、このスイッチＯＮ状態からさらに押圧操作していくと、図５に示すように、可動接点１４の舌片部１４Ｂを介し中央固定接点１２上方に位置する弾性体１５の押圧突起１５Ｃが配された仕切り部１５Ｆが上方凸形のドーム形状に弾性変形していき、それと共に円筒状部１５Ａも上方に拡径する形状に弾性変形する。 なお、このとき同図にも示したように、上記上方に拡径する形状に弾性変形した円筒状部１５Ａの上端位置は操作体１６の円形台座からはずれず、その円形台座に設けられた溝１６Ｆの外方端位置が覆われることのない構成としている。

このように当該実施の形態によるものは、弾性体１５の円錐形部１５Ｂが座屈変形してスイッチＯＮした後も、仕切り部１５Ｆおよび円筒状部１５Ａが弾性変形することによってさらなる押し込み代を得ることができるので、底突き感の無い、オーバーストロークを備えた長い操作ストロークで良好な操作感触のプッシュオンスイッチとすることができる。

また、この押圧操作に際して、操作体１６下面の円形台座に弾性体１５の円筒状部１５Ａの中央穴１５Ｅ内に対応する位置からその円筒状部１５Ａの外側に至る溝１６Ｆが突起１６Ｅを中心とした点対称位置に二箇所設けられているので、円筒状部１５Ａの中央穴１５Ｅが操作体１６下面で塞がれた状態とならない。 つまり、上記中央穴１５Ｅ内の空気が上記溝１６Ｆを流通して、空気による圧縮反発力などが発生しないため、良好な操作感触のものとすることができる。

このときの操作ストロークが、図６に示すＱ点以降の操作ストロークであり、オーバーストロークとなるものである。

そして、この後、操作体１６への押し力を除くと、図５に示す弾性体の仕切り部１５Ｆおよび円筒状部１５Ａの変形が自ら弾性復元力により図４の状態に戻り、さらにその状態から弾性体１５の円錐形部１５Ｂの座屈変形および可動接点１４の舌片部１４Ｂが各々自らの弾性復元力によって元の図１の状態に復帰し、二つの接続用端子１２Ａ、１３Ａの間は再びスイッチＯＦＦ状態となるものである。 なお、この図５から図４、そして図１の状態への復帰動作は説明の都合により段階的に動作するように説明したが、滑らかな一連の動作として行われる。

本発明によるプッシュオンスイッチは、スイッチがＯＮした後のオーバーストロークを備えた操作ストロークが長くて良好な操作感触のものにでき、各種電子機器の入力操作部等に有用である。

本発明の一実施の形態によるプッシュオンスイッチの正面断面図

同分解斜視図

同操作体と弾性体の要部外観図

同動作状態を説明する正面断面図

同動作状態を説明する正面断面図

同操作ストロークと操作力の関係を示す図

従来のプッシュオンスイッチの正面断面図

同分解斜視図

同動作状態を説明する正面断面図

同操作ストロークと操作力の関係を示す図

符号の説明

１１ スイッチケース １２ 中央固定接点 １３ 外側固定接点 １２Ａ、１３Ａ 接続用端子 １４ 可動接点 １４Ａ 外周部 １４Ｂ 舌片部 １５ 弾性体 １５Ａ 円筒状部 １５Ｂ 円錐形部 １５Ｃ 押圧突起 １５Ｅ 中央穴 １５Ｆ 仕切り部 １６ 操作体 １６Ｄ 操作部 １６Ｅ 突起 １６Ｆ 溝 １７ 連結体 １７Ａ 貫通孔