スイッチおよびこれを用いたキーボード

スイッチ、特に、静音型スイッチに関する。

従来、スイッチとしては、例えば、上部に操作ノブを備え、下部に有蓋四角筒状のボディ本体を備え、前記ボディ本体において一の相対向する両側面の上部には、パネルカバーに当接可能に一対の第1のバネ体を一体に設け、下部にはパネルカバーにて覆われる部材に当接可能に一対の第2のバネ体を一体に設けた押しボタンスイッチにおいて、前記第1及び第2のバネ体は、ボディ本体の外側面側であって、同一側面側に設けられており、且つ、それぞれ前記外側面の面に沿って延出形成され、前記第1のバネ体の下方及び第2のバネ体の上方には、それぞれ前記ボディ本体の上面と離間し、成形時に中子が配置されて成形される上下一対の空間が形成され、前記上下一対の空間は、成形に用いる金型を型開きしたときに前記中子が抜き出されて形成されるように、前記外側面の面と直交する方向に当該外側面の面から開口していることを特徴とする押しボタンスイッチがある(特許文献1参照)。

特許第3887057号公報

しかしながら、前述のスイッチでは、その図2および図3に示すように、動作時用バネ部と復帰時用バネ部とを設ける必要があるので、ボディ本体が大型化し、スイッチを小型化することが困難であるという問題点がある。 本発明に係るスイッチは、前記問題点を解決すべく、小型の静音型のスイッチを提供することを課題とする。

本発明に係るスイッチは、前記課題を解決すべく、ベースにカバーを組付けて形成した空間内に、押しボタンを上下にスライド操作可能に装着したスイッチであって、前記押しボタンの対向する外側面の下端縁部から下方側にそれぞれ延在する一対のスライド部と、前記押しボタンの対向する残る外側面の2つの下端縁部のうち、少なくとも1つの下端縁部から前記カバーの内側面に沿い、かつ、前記スライド部の片側縁部に向けて延在した弾性接触片と、を備え、前記弾性接触片の自由端部が、前記押しボタンを押し下げた場合に、前記ベースに当接可能とする一方、前記押しボタンを復帰させた場合に、前記カバーに当接可能とした構成としてある。

本発明によれば、動作時および復帰時に1つの弾性接触片がベースおよびカバーに当接し、衝突音を吸収緩和するので、小型で静音型のスイッチが得られる。

本発明の実施形態としては、箱形ベースに枠状カバーを組付けて形成した空間内に、押しボタンを上下にスライド操作可能に装着した構成としてもよい。 本実施形態によれば、密閉された空間内で押しボタンがスライド移動することにより、より一層静かな小型のスイッチが得られる。

本発明の他の実施形態としては、前記ベースの内側面に、前記押しボタンを押し下げた場合に、前記押しボタンの前記弾性接触片が当接可能な当接段部を設けておいてもよく、また、前記カバーの内側面に、前記押しボタンを復帰させた場合に、前記押しボタンの前記弾性接触片が当接可能な位置規制リブを突設しておいてもよい。 本実施形態によれば、操作ストロークが短かくなり、より小型のスイッチが得られる。

本発明の新たな実施形態としては、前記押しボタンの対向する残る外側面の下端縁部に、前記押しボタンが復帰した場合に、前記カバーの内側面に設けた前記位置規制リブに嵌合する切り欠き部を、設けておいてもよい。

本実施形態によれば、前記位置規制リブが押しボタンに設けた切り欠き部に嵌合することにより、前記押しボタンの内部空間と外部空間とを仕切るので、衝突音が漏れず、より一層静かなスイッチが得られる。

本発明の別の実施形態としては、前記弾性接触片は片持ち梁形状であってもよく、また、前記弾性接触片は正面T字形状であってもよい。 本実施形態によれば、設計の自由度が広がるだけでなく、特に、弾性接触片が正面T字形状であれば、より一層静かなスイッチが得られる。

本発明の異なる実施形態としては、前記弾性接触片の自由端部に、前記ベースに当接可能な当接突起を設けておいてもよい。 本実施形態によれば、当接面積が小さい当接突起がベースに当接するので、より一層静かなスイッチが得られる。

本発明に係るキーボードは、前述のスイッチを備えた構成としてある。

本実施形態によれば、動作時および復帰時に1つの弾性接触片がベースおよびカバーに当接し、衝突音を吸収緩和するので、小型で静音型のキーボードが得られるという効果がある。

図A,Bは本発明に係るスイッチの第1実施形態を示す異なる角度から視た全体斜視図である。

図1Aで図示したスイッチの分解斜視図である。

図1Bで図示したスイッチの分解斜視図である。

図A,Bは図2,3で図示した箱形ベースを異なる角度から視た拡大斜視図である。

図4で図示した箱形ベースを異なる角度から視た拡大斜視図である。

図A,Bは図2,3で図示した接点端子を異なる角度から視た拡大斜視図である。

図A,B,Cは図2,3で図示した導光体を異なる角度から視た拡大斜視図および断面図である。

図A,Bは図2,3で図示した押しボタンを異なる角度から視た拡大斜視図である。

図A,Bは図1で図示したスイッチの動作前を示す縦断面斜視図および平面断面図である。

図A,Bは図1で図示したスイッチの動作後を示す縦断面斜視図および平面断面図である。

図A,Bは本発明に係るスイッチの第2実施形態の動作前後示す縦断面斜視図である。

図11で図示したスイッチに係る押しボタンを異なる角度から視た拡大斜視図である。

図11で図示したスイッチに係る枠状カバーを異なる角度から視た拡大斜視図である。

本発明に係るスイッチを図1ないし図21の添付図面に従って説明する。 第1実施形態に係るスイッチは、図1ないし図10に示すように、LED等の光源11を表面実装した基板10に装着される箱形ベース20と、前記箱形ベース20に組み込まれる1対の接点端子30,40と、導光体50と、復帰バネ60と、押しボタン70と、枠状カバー80と、で構成されている。

前記基板10は、図2に示すように、表面実装した光源11を間にして一対の位置決め孔12,12を設けてあるとともに、前記光源11を間にして一対の端子孔13,13を設けてある。

前記箱形ベース20は、図4および図5に示すように、平面方形の樹脂成形品であり、その開口縁部に沿って環状リブ21を形成するとともに、前記環状リブ21の対向する辺の中央を切り欠いて係合受け部21aを形成してある。また、前記箱形ベース20は、その開口縁部の角部に断面略L字形のガイド突部21bを突設してある。さらに、前記箱形ベース20は、その底面中央に突設した支柱台22に平面方形の挿入孔23を形成してあるとともに、前記支柱台22の外周面にテーパ面を備えた補強リブ22aを一体成形してある。 また、前記箱形ベース20は、図5に示すように、前記支柱台22の周囲に円環状リブ24を同心円状に突設して環状溝25を形成してある。そして、前記円環状リブ24は、その外周面に一対の圧入用突部24a,24bを側方に向けて平行に突き出している。さらに、前記箱形ベース20は、前記圧入用突部24a,24bに対向する内側面に当接段部26を突設するとともに、前記当接段部26の内側面の一方の片側縁部に一対の圧入用突部26a,26aを突設し、ガイド溝26bを形成する一方、その他方の片側縁部に抜け止め突起26cを突設してある。そして、前記箱形ベース20は、図4Bに示すように、その下面に、前記挿入孔23を間にして一対の位置決め突部27,27を設けてあるとともに、一対の端子孔28,28を設けてある。前記端子孔28は前記ガイド溝26bに連通している。

一対の接点端子30,40は、図6に示すように、同一形状を有するとともに、前記箱形ベース20に点対称に配置してある。 前記接点端子30は、導電性薄板を打ち抜いてプレス加工したものであり、突出し加工を施して端子部31を形成してある。そして、前記端子部31の一方の片側縁部からは屈曲した可動接触片32と、抜け止め舌片33とを延在してある。さらに、前記可動接触片32の自由端部の外向面には可動接点34を設けてあるとともに、前記自由端部から側方に押圧受け部35を延在してある。 また、前記端子部31の他方の片側縁部からは略L字形の位置決め部36を延在してあるとともに、前記位置決め部36から固定接触片37を延在してある。前記固定接触片37の内側面縁部には固定接点38を設けてある。 なお、接点端子40は、前記接点端子30と同一形状を有しているので、接点端子40には接点端子30に準じた番号を附して説明を省略する。

そして、前記接点端子30,40の端子部31,41を前記箱形ベース20のガイド溝26bに沿って端子孔28に挿入すると、前記端子部31,41の両側が、前記圧入用突部26a,26aと、前記箱形ベース20の圧入用突部24a,24bとの間に圧入され、板厚方向に位置決めされる。さらに、前記接点端子30,40を圧入することにより、前記接点端子30,40の位置決め部36,46が前記箱形ベース20の圧入用突部24b,24bに当接して上下方向に位置決めされる。そして、前記接点端子30,40の抜け止め舌片33,43が前記箱形ベース20の抜け止め突起26c,26cにそれぞれ係止して抜け止めされる。これにより、可動接点34,44が固定接点48,38にそれぞれ圧接する(図10B)。 なお、本実施形態に係る接点端子30,40は同一形状を有しているので、部品の共用化を図れるとともに、製造コストを低減できるという利点がある。

導光体50は、図7に示すように、透光性樹脂(ポリカボネート樹脂,アクリル樹脂等)で形成された四角柱形状であり、その外側面には位置決め突起51を突設してあるとともに、その下端面である入射面には凹レンズ52を形成してある一方、その上端面である出射面にはマイクロレンズアレイ53を形成してある。 本実施形態では、入射面の凹レンズ52で光源11の光の輝度を2つのピークに分けることにより、幅広い輝度分布を確保する一方、出射面のマイクロレンズアレイ53で光源11の光の指向性を緩和することにより、輝度均一性の良い領域を広く確保できるようにしてある。なお、前記導光体50は、前述の形状に限らず、円柱形状あるいは三角柱等の多角柱形状であってもよく、また、円錐台あるいは多角錐台であってもよい。

前記入射面の凹レンズ52は、傾斜角度が55度、特に50度以内とすることが好ましい。55度を超えると、輝度均一性と輝度効率との両立が困難となるからである。 また、前記出射面に形成されるマイクロレンズアレイ53は、直径1mm以下であることが好ましい。直径が1mmを超えると、輝度均一性が悪化するからである。 からである。さらに、マイクロレンズの傾斜角度は、20度以上、60度以下であることが好ましい。20度未満であると、光の混ざりが十分でなく、所望の均一性を確保できないからであり、60度を超えると、隣り合うマイクロレンズ間の角度が小さくなりすぎ、金型の製造が困難になるからである。 そして、マイクロレンズは均一に配置することが好ましく、特に、平坦な隙間が生じないように隣接させて配置することが好ましい。このため、配置方法としては、例えば、格子状、あるいは、1個のマイクロレンズの周りに6個のマイクロレンズを隣接させた、いわゆるハニカム構造に配置してもよい。また、マイクロレンズは相互に隣接するように配置するだけでなく、一部が重なり合うように配置してもよい。

そして、前記導光体50は、前記箱形ベース20に設けた支柱台22の挿入孔23に挿入し、その位置決め突起51を前記支柱台22の上端面に係止することにより、位置決めされる。

復帰バネ60は、図2および図3に示すように、コイルバネであり、前記箱形ベース20の環状溝25に位置決めされ、後述する押しボタン70を上方に付勢する。

押しボタン70は、図8に示すように、前記箱形ベース20の開口部からスライド可能に嵌合する平面形状を有するスライド部71と、前記スライド部71の上面に環状段部72を形成できる平面形状を有する枠形状のボタン本体部75とを設けてある。 前記スライド部71は、前記箱形ベース20の開口部に沿ってスライド可能な外形寸法を有し、その内向面の対向する縁部から片持ち梁形状の弾性接触片73と押圧リブ74とをそれぞれ突設してある。また、前記スライド部71は、前記弾性接触片73の自由端部に当接突起73aを設けてあるとともに、前記弾性接触片73の上方に位置する前記環状段部72に切り欠き部72aを形成してある。 一方、ボタン本体部75は、その底面中央に方形の嵌合孔76を設けてあるとともに、その開口縁部にすり鉢状のテーパ面77を形成してある。また、前記ボタン本体部75は、その対向する外側面に、文字等を印字したキャップ(図示せず)を係合するための一対の係合リブ78を上下方向にそれぞれ並設してあるとともに、その下面中央に、円環状溝75aを設けてある(図8B)。

そして、前記押しボタン70は、そのスライド部71を前記箱形ベース20の開口部に嵌合することにより、前記円環状溝75aに前記復帰バネ60の上端部を嵌合するとともに、嵌合孔76に導光体50が嵌合する。また、前記押しボタン70は、その押圧リブ74が前記接点端子30,40の押圧受け部35,45を押圧可能となり、可動接触片32,42を弾性変形させることにより、可動接点34,44が固定接点48,38からそれぞれ開離する。

枠状カバー80は、図2および図3に示すように、前記箱形ベース20の環状リブ21に載置可能な平面形状を有するとともに、前記押しボタン70の環状段部72に係止して抜け止めできる断面形状を有している。また、前記枠状カバー80は、その内側面の対向する開口縁部に位置規制リブ81を突設している。そして、前記枠状カバー80は、その対向する一対の外側面から弾性係合部82をそれぞれ突設するとともに、他の対向する側面に嵌合切り欠き部83を設けてある。

そして、前記枠状カバー80は、前記箱形ベース20に嵌合することにより、嵌合切り欠き部83に前記押しボタン70の係合リブ78がスライド可能に嵌合するとともに、前記弾性係合部82が前記箱形ベース20の係合受け部21aに弾性係合することにより、前記押しボタン70を抜け止めする。

次に、前述の構成部品からなるスイッチの動作について説明する。 なお、本実施形態では接点端子30,40を点対称に配置してあるので、接点端子30を中心として説明する。 まず、図9に示すように、押しボタン70が押圧されていない場合には、枠状カバー80の位置規制リブ81に押しボタン70の弾性接触片73が当接している。一方、前記押しボタン70の押圧リブ74が接点端子30の押圧受け部35を押圧しているので、可動接触片32が弾性変形しており、可動接点34が接点端子40の固定接点48から開離している。

そして、図10に示すように、前記押しボタン70を復帰バネ60のバネ力に抗して押し下げると、押圧リブ74が可動接触片32の押圧受け部35から外れる。このため、前記可動接触片32が弾性復帰し、可動接点34が接点端子40の固定接点48に接触して一対の接点端子30,40が導通し、操作信号が出力される。この結果、図示しない制御回路を介して光源11が点灯し、前記導光体50の入射面の凹レンズ52から出射面のマイクロレンズアレイ53を介して光が出射され、図示しないキートップの照光面を通過する。このとき、前記押しボタン70の弾性接触片73の当接突起73aが前記箱形ベース20の当接段部26の上端面に当接するが、前記弾性接触片73の弾性変形および当接突起73aの接触面積が小さいことにより、大きな衝突音が発生せず、静音型スイッチが得られる。

そして、前記押しボタン70の押圧を解除すると、復帰バネ60のバネ力で押しボタン70が押し上げられ、再び、押圧リブ74が可動接触片32の押圧受け部35を押圧し、可動接点34が固定接点48から開離する。また、前記押しボタン70が元の位置に復帰すると、前記押しボタン70の弾性接触片73が枠状カバー80の位置規制リブ81に当接しても、弾性変形して衝突音の発生を抑制する。特に、前記弾性接触片73が位置規制リブ81に当接する際には、前記位置規制リブ81が押しボタン70の切り欠き部72aに嵌合し、押しボタン70の内部空間と外部空間とが仕切られる。このため、本実施形態によれば、動作音および復帰音が小さい静音型スイッチが得られる。

ついで、前記光源11を消灯する場合には、前述の操作と同様、前記押しボタン70を押圧して操作信号を出力することにより、図示しない制御回路を介して前記光源11を消灯させればよい。

本実施形態では、押しボタン70の操作によって光源11を点灯,消灯させる場合を説明したが、前記押しボタン70の操作に関係なく、例えば、図示しない制御回路を介して前記光源11を常時点灯,点滅させてもよい。

第2実施形態は、図11ないし図13に示すように、基本的構成は前述の第1実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、押しボタン70および枠状カバー80の形状である。

前記押しボタン70は、図12に図示するように、第1実施形態とほぼ同様であり、異なる点は弾性接触片73を略T字形状にした点である。また、前記枠状カバー80は、図13に図示するように、前述の第1実施形態とほぼ同様であり、異なる点は一対の位置規制リブ81,81を設けた点である。他は前述の第1実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。

前記押しボタン70の押圧,解除による動作,復帰動作は前述の第1実施形態とほぼ同様である。異なる点は、押しボタン70が動作,復帰する際に、弾性接触片73の両端部が前記箱形ベース20の当接段部26の上端面および前記枠状カバー80の一対の位置規制リブ81,81にそれぞれ当接する点である。このため、衝突エネルギーが4点に分散され、第1実施形態よりも衝突音が小さくなるので、より一層静かな静音型スイッチを得られるという利点がある。

本発明に係るスイッチは、キーボードスイッチとしてだけでなく、他のスイッチにも適用できることは勿論である。

10:基板 11:光源(LED等) 20:箱形ベース 21:環状リブ 22:支柱台 23:挿入孔 24:円環状リブ 25:環状溝 26:当接段部 30,40:接点端子 31,41:端子部 32,42:可動接触片 32a,42a:可動接点 33,43:抜け止め片 34,44:可動接点 35,45:押圧受け部 36,46:位置決め部 37,47:固定接触片 38,48:固定接点 50:導光体 51:位置決め突起 52:凹レンズ 53:マイクロレンズアレイ 60:復帰バネ 70:押しボタン 71:スライド部 72:環状段部 72a:切り欠き部 73:弾性接触片 73a:当接突起 75:ボタン本体部 76:嵌合孔 77:テーパ面 78:係合リブ 80:枠状カバー 81:位置規制リブ 82:弾性係合部 83:嵌合切り欠き部 90:キートップ受光面