JP2009206042A - 多段動作スイッチ用可動接点 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも３回路を切り替え、部品点数が少なく、小型で高ストローク化が可能な多段動作スイッチを実現可能な可動接点を得ることを目的とする。
【解決手段】 金属製３段動作スイッチ用可動接点であって、中央円板部と、中央円板部の外周を間隙を介して囲む環状の枠板部と、円板部の中心を通る直径線上において枠板部の内周縁と円板部の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部と、一対の連結板部の各々から直径線上の枠板部外方へ延長して配された一対の脚部とを備え、中央円板部を第１ストローク分押圧した際に第１固定接点に接する一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部と、第２ストローク分押圧した際に枠板部全周の傾斜の反転により第２固定接点に接する中央円板部の周縁部に配された第２スイッチ接点部と、第３ストローク分押圧した際に中央円板部の反転により第３固定接点に接する中央円板部に配された第３スイッチ接点部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、押し込み操作の押し込みストロークに応じて複数対の電極間の電気的接続が段階的に行われる多段動作スイッチの可動接点に関するものである。

デジタルカメラ等の電子機器の入力操作部には、焦点合わせ後に撮影をしたりする等の機能が付与されている。例えばデジタルカメラのシャッタースイッチは、押しボタンを１段押した段階で焦点を合わせ、２段目にシャッター動作させることが可能な２段動作スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

これは押し込みストロークに応じた２段の各々のクリック感を操作者に伝えるために、ドーム状の中央円板部とこの周囲に配されたリング状枠部とを備えた金属板から構成されており、浅い第１段のストロークでリング状枠部材の反りが反転してクリック感を与えると同時に１つの回路を繋げ、更に押し込むと第２段のストロークでドーム状の中央円板部の反りが反転して第１段のクリック感よりも強いクリック感を与えると同時に２つめの回路を繋げる。
実公平７−５３２３４号公報

特許文献１のものは、部品点数が少なく、各部品は単純な構造のためコストが低い利点がある反面、第１段のクリックの反転時に連結部端部は浮き上がる力が働くため、連結部を接点にする場合は、チャタリングや接触不良を完全に防止することは難しかった。対策として、枠部材を接点にした例もあるが、枠板部も反転動作のために接触の安定性は得難かった。

また、ズーム等の機能を追加するために２段よりも高機能な３段スイッチを始めとする多段スイッチが望まれている。しかしながら、機能を増やすためにはスイッチの押し込みストロークをより深いものとする必要がある。

本発明は、少なくとも３回路を切り替える３段スイッチを実現することができ、部品点数が少なく、小型で高ストローク化が可能な多段動作スイッチを実現可能な可動接点を得ることを目的とする

請求項１に記載された発明に係る多段動作スイッチ用可動接点は、内部に第１スイッチ用の第１固定接点と、第２スイッチ用の第２固定接点と、第３スイッチ用の第３固定接点と、コモン接点とを備えたスイッチ基板上に配される金属製３段動作スイッチ用可動接点であって、
前記スイッチ基板方向に押圧される中央円板部と、
この中央円板部の外周を間隙を介して囲む環状の枠板部と、
前記円板部の中心を通る直径線上において前記枠板部の内周縁と前記円板部の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部と、
これら一対の連結板部の各々から直径線上の前記枠板部外方へ延長して配された一対の脚部とを備え、
前記中央円板部は周縁部が下方に湾曲して形成され、
前記枠板部は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜する皿バネが形成され、
前記一対の連結板部と脚部とは、各々前記円板部から前記枠板部外方向に向かって下向きに傾斜させて形成され、
前記中央円板部をスイッチ基板方向に第１ストローク分押圧した際に前記第１固定接点に接する前記一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部と、
更に第２ストローク分押圧した際に前記枠板部全周の傾斜の反転により第２固定接点に接する前記中央円板部の周縁部に配された第２スイッチ接点部と、
更に第３ストローク分押圧した際に前記中央円板部の反転により第３固定接点に接する前記中央円板部に配された第３スイッチ接点部とを備えたことを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係る多段動作スイッチ用可動接点は、請求項１に記載の一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部の中間部の各々に形成された屈曲部を備えたことを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明に係る多段動作スイッチ用可動接点は、請求項１又は２は一対の脚部の各々の端部に外方に向かって脚部の傾斜に対して更に下向きに傾斜して形成された袴部を更に備えたことを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明に係る多段動作スイッチ用可動接点は、請求項１〜３の何れか１項に記載の一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部が、前記脚部から分岐して形成された分岐部に形成されたことを特徴とするものである。

本発明は以上説明した通り、少なくとも３回路を切り替える３段スイッチを実現することができ、部品点数が少なく、小型で高ストローク化が可能な多段動作スイッチを実現可能な可動接点を得ることができるという効果がある。

本発明においては、内部に第１スイッチ用の第１固定接点と、第２スイッチ用の第２固定接点と、第３スイッチ用の第３固定接点と、コモン接点とを備えたスイッチ基板上に配される金属製３段動作スイッチ用可動接点であって、
前記スイッチ基板方向に押圧される中央円板部と、
この中央円板部の外周を間隙を介して囲む環状の枠板部と、
前記円板部の中心を通る直径線上において前記枠板部の内周縁と前記円板部の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部と、
これら一対の連結板部の各々から直径線上の前記枠板部外方へ延長して配された一対の脚部とを備え、
前記中央円板部は周縁部が下方に湾曲して形成され、
前記枠板部は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜する皿バネが形成され、
前記一対の連結板部と脚部とは、各々前記円板部から前記枠板部外方向に向かって下向きに傾斜させて形成され、
前記中央円板部をスイッチ基板方向に第１ストローク分押圧した際に前記第１固定接点に接する前記一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部と、
更に第２ストローク分押圧した際に前記枠板部全周の傾斜の反転により第２固定接点に接する前記中央円板部の周縁部に配された第２スイッチ接点部と、
更に第３ストローク分押圧した際に前記中央円板部の反転により第３固定接点に接する前記中央円板部に配された第３スイッチ接点部とを備えるため、３回路を切り替える３段スイッチを実現することができ、部品点数が少なく、小型で高ストローク化が可能な多段動作スイッチを実現できる。

即ち、本発明の多段動作スイッチ用可動接点は、円板部の中心を通る直径線上において枠板部の内周縁と円板部の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部の各々から直径線上の前記枠板部外方へ延長して配された一対の脚部を備えるため、部品点数が少なく、小型で高ストローク化が可能となる。また、第２スイッチ用接点が接する際に枠板部の皿バネの反転が起こった場合や第３スイッチ用接点が接する際に中央円板部の反転が起こった場合にも、長い脚部によって各バネの反転の衝撃が長い脚部によって緩和されるため、チャタリングが生じ難くなるという特性がある。

従って、脚部の長さは、枠板部の皿バネの反転や中央円板部の反転が起こった場合に各反転の衝撃を緩和する長さや幅であればよい。中央円板部及びそれを取り巻く枠板部の大きさによってその脚部の長さや幅が決定されるが、例えば、枠板部の直径が３〜４ｍｍ程度であれば脚部の長さは２〜４ｍｍ程度、幅を０．８〜１．２ｍｍ程度とすることにより、チャタリングが生じ難くなる。

尚、第２スイッチ接点部の位置は中央円板部の周縁部であればどこでも良いが、連結部近傍を避け、前記直径線上にない位置、好ましくは直径線に対して最も遠い位置（９０°前後の位置）がチャタリングが生じ難くなり好ましい。また、枠板部の反転と、ドーム周辺部第２スイッチ接点部との接触タイミング合わせは、枠板部の寸法と屈曲形状で調整してタイミングを合わせることができる。更に、連結部が基板面と接触することを避けるために連結部直下の基板面部分を一段下げると第１スイッチ接点部、第２スイッチ接点部の独立性が増してより安定な接触が得られる。

本発明の好ましい態様としては、一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部の中間部の各々に形成された屈曲部を備える。これにより、枠板部の反転の際に不要な力が連結板部等にかかる応力を緩和して長寿命にすることができる。

また、本発明の別の好ましい態様としては、一対の脚部の各々の端部に外方に向かって脚部の傾斜に対して更に下向きに傾斜して形成された袴部を更に備える。これにより、スイッチケース内での可動接点の保持が安定し、誤動作を低減させることができる。また、第１スイッチ用接点が第１固定接点に接触する場合にスイッチの押圧感が増すことにより、第１スイッチ回路が繋がった状態が操作者に伝えられ、良好な操作感を得ることができる。

更に、本発明の別の好ましい態様としては、一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部が、前記脚部から分岐して形成された分岐部に形成されたものである。これにより、第１スイッチ回路が繋がるストローク位置がより一定することになる。

図１は本発明の多段動作スイッチ用可動接点の一実施例の構成を示す平面図である。図２は図１の正面図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４は図１の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。図５は図１の多段動作スイッチ用可動接点の各ストロークにおける変形の状態を示す説明図である。

図に示す通り、本実施例の可動接点１０は、中央円板部１１と、この外周をスリット（間隙）を介して囲む環状の枠板部１２と、円板部１１の中心を通る直径線上において枠板部１２の内周縁と円板部１１の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部１３と、これら一対の連結板部１３の各々から直径線上の枠板部１２外方へ延長して配された一対の脚部１４とを備える。一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部１２の中間部の各々には屈曲部１５が形成されている。

中央円板部１１は伏せた皿のように周縁部が下方に湾曲して皿バネを形成され、枠板部１２は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜して皿バネを形成し、一対の連結板部１３と脚部１４とは、各々円板部１１から枠板部１２方向に向かって下向きに傾斜させて形成されている。

図４に示す通り、可動接点１０は、スイッチボックス２１の筐体内に配置され、スイッチボックス２１に配置された可動接点１０の中央円板部１１を押圧する押圧ボタン２２によって押圧されるように構成されることにより多段スイッチ２０を構成する。

スイッチボックス２１の床面のスイッチ基板２３の予め定められた位置には、外周方向から中心に向かって、コモン接点２７と、第１固定接点２４と、第２固定接点２５と、第３固定接点２６とが配置されている。図５のａ図に示す通り、脚部１４の一方の端縁部はコモン接点２７と接触するコモン用接点部１６となる。

図５のｂ図は中央円板部１１を上から少し押し下げた状態を示す。このｂ図に示す通り、板バネとなる脚部１４の他方の端縁部は先端方向に滑りながら撓み、中央円板部１１をスイッチ基板２３方向に第１ストローク分押圧した際に第１固定接点２４には第１スイッチ接点部１７が接する。これにより、コモン接点２７と第１固定接点２４とが電気的に導通することにより、第１の回路が形成される。

図５のｃ図は中央円板部１１を更に押し下げた状態を示す。このｃ図に示す通り、第２ストローク分押圧した際に枠板部１２の反転バネは応力限界を超えて傾斜が反転して小さなクリック感と共に、第２固定接点２５に中央円板部１１の周縁部に配された第２スイッチ接点部１８が接する。これにより、コモン接点２７と第２固定接点２５とが電気的に導通することにより、第２の回路が形成される。

図５のｄ図は中央円板部１１を更に押し下げた状態を示す。このｄ図に示す通り、第３ストローク分押圧した際に中央円板部１１の皿バネが反転して大きなクリック感と共に第３固定接点２６に中央円板部１１に配された第３スイッチ接点部１９が接する。これにより、コモン接点２７と第３固定接点２６とが電気的に導通することにより、第３の回路が形成される。

図６は本発明の多段動作スイッチ用可動接点の別の実施例の構成を示す平面図であり、図７は図６の正面図である。図８は図６の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。

図に示す通り、本実施例の可動接点３０は、中央円板部３１と、この外周をスリット（間隙）を介して囲む環状の枠板部３２と、円板部３１の中心を通る直径線上において枠板部３２の内周縁と円板部３１の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部３３と、これら一対の連結板部３３の各々から直径線上の枠板部３２外方へ延長して配された一対の脚部３４とを備え、一対の脚部３４の各々の端部には、外方に向かって脚部３４の傾斜に対して更に下向きに傾斜して形成された袴部３４ａを更に備える。一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部３２の中間部の各々には屈曲部３５が形成されている。

中央円板部３１は伏せた皿のように周縁部が下方に湾曲して皿バネを形成され、枠板部３２は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜して皿バネを形成し、一対の連結板部３３と脚部３４とは、各々円板部３１から枠板部３２方向に向かって下向きに傾斜させて形成されている。

図８に示す通り、可動接点３０は、スイッチボックス４１の筐体内に配置され、スイッチボックス４１に配置された可動接点３０の中央円板部３１を押圧する押圧ボタン４２によって押圧されるように構成されることにより多段スイッチ４０を構成する。

スイッチボックス４１の床面のスイッチ基板４３の予め定められた位置には、外周方向から中心に向かって、コモン接点４７と、第１固定接点４４と、第２固定接点４５と、第３固定接点４６とが配置されており、脚部３４の一方の端縁部はコモン接点４７と接触するコモン用接点部となる。具体的には、図６及び図９に示す通り、他方の脚部３４の途中の下方スイッチ基板４３には、第１固定接点４４が配されている。第２固定接点４５は一対の連結板部３３を結ぶ線に対して直角に交わる中央円板部３１の周縁部の一方に配されている。第３固定接点４６は中央円板部３１の中央部に配されている。

押圧ボタン４２により中央円板部３１を上から少し押し下げた状態では、板バネとなる脚部３４の両端縁部は先端方向に滑りながら撓み、スイッチボックス４１の側壁に袴部３４ａが当たる。更に中央円板部３１を押し下げた場合には、脚部３４と袴部３４ａとの境界で更に屈曲しつつ脚部３４が撓み、他方の脚部３４の中間位置の第１スイッチ接点部が第１固定接点４４に接する。これにより、コモン接点４７と第１固定接点４４とが電気的に導通することにより、第１の回路が形成される。

以降の本実施例の動作は図１に示した実施例の動作と同様に、中央円板部３１を更に押し下げた状態では、枠板部３２の反転バネは応力限界を超えて傾斜が反転して小さなクリック感と共に、第２固定接点４５に中央円板部３１の周縁部に配された第２スイッチ接点部が接する。コモン接点４７と第２固定接点４５とが電気的に導通することにより、第２の回路が形成される。

中央円板部３１を更に押し下げた状態では、中央円板部３１の皿バネが反転して大きなクリック感と共に第３固定接点４６に中央円板部３１に配された第３スイッチ接点部が接する。コモン接点４７と第３固定接点４６とが電気的に導通することにより、第３の回路が形成される。

図９は本発明の多段動作スイッチ用可動接点の別の実施例の構成を示す平面図であり、図１０は図９の正面図である。図１１は図９の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。

本実施例では、図６に示した実施例の可動接点の脚部から分岐して形成された４本の分岐部５４ｂを備え、４本の分岐部５４ｂの各々の先端部には下方に突設した折込み部５４ｃが形成されている。

即ち、本実施例の可動接点５０は、中央円板部５１と、この外周をスリット（間隙）を介して囲む環状の枠板部５２と、円板部５１の中心を通る直径線上において枠板部５２の内周縁と円板部５１の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部５３と、これら一対の連結板部５３の各々から直径線上の枠板部５２外方へ延長して配された一対の脚部５４とを備え、一対の脚部５４の各々の端部には、外方に向かって脚部５４の傾斜に対して更に下向きに傾斜して形成された袴部５４ａを更に備える。一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部５２の中間部の各々には屈曲部５５が形成されている。

中央円板部５１は伏せた皿のように周縁部が下方に湾曲して皿バネを形成され、枠板部５２は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜して皿バネを形成し、一対の連結板部５３と脚部５４とは、各々円板部５１から枠板部５２方向に向かって下向きに傾斜させて形成されている。

図１１に示す通り、可動接点５０は、スイッチボックス６１の筐体内に配置され、スイッチボックス６１に配置された可動接点５０の中央円板部５１を押圧する押圧ボタン６２によって押圧されるように構成されることにより多段スイッチ６０を構成する。

スイッチボックス６１の床面のスイッチ基板６３の予め定められた位置には、コモン接点６７と、第１固定接点６４と、第２固定接点６５と、第３固定接点６６とが配置されている。具体的には、図９及び図１１に示す通り、４本の分岐部５４ｂの１つの折込み部５４ｃの下方のスイッチ基板６３には、コモン接点６７が配されており、この１つの折込み部５４ｃの点対称位置の分岐部５４ｂの折込み部５４ｃの下方のスイッチ基板６３には、第１固定接点６４が配されている。第２固定接点６５は一対の連結板部５３を結ぶ線に対して直角に交わる中央円板部５１の周縁部の一方に配されている。第３固定接点６６は中央円板部５１の中央部に配されている。

押圧ボタン６２により中央円板部５１を上から少し押し下げた状態では、板バネとなる脚部５４の両端縁部は先端方向に滑りながら撓み、スイッチボックス６１の側壁に袴部５４ａが当たる。更に中央円板部５１を押し下げた場合には、脚部５４と袴部５４ａとの境界で更に屈曲しつつ脚部５４が撓み、分岐部５４ｂの折込み部５４ｃがコモン接点６７と第１固定接点６４とに接する。これにより、コモン接点６７と第１固定接点６４とが電気的に導通することにより、第１の回路が形成される。

以降の本実施例の動作は図６に示した実施例の動作と同様に、中央円板部５１を更に押し下げた状態では、枠板部５２の反転バネは応力限界を超えて傾斜が反転して小さなクリック感と共に、第２固定接点６５に中央円板部５１の周縁部に配された第２スイッチ接点部５８が接する。コモン接点６７と第２固定接点６５とが電気的に導通することにより、第２の回路が形成される。

中央円板部５１を更に押し下げた状態では、中央円板部５１の皿バネが反転して大きなクリック感と共に第３固定接点６６に中央円板部５１に配された第３スイッチ接点部が接する。コモン接点６７と第３固定接点６６とが電気的に導通することにより、第３の回路が形成される。

以上のように、第１の回路が形成され第２の回路が形成される寸前までの動作は脚部の板バネが行う。第２の回路が形成され第３の回路が形成される寸前までの動作は枠板部の反転バネが行う。第３の回路が形成される動作は中央円板部の皿バネが受け持ち、これら３つのバネが相互に影響する力は極めて小さい。そのためにそれぞれのバネの設計は簡単であるだけでなく、寿命性能も出しやすい。

また、コモン接点と第１固定接点は２つの反転バネの衝撃の影響を受けない充分に距離の離れた位置にあり、第２固定接点は一対の連結板部を結ぶ線に対して直角に交わる中央円板部の周縁部に設けられ、中央円板部の反転バネの衝撃を受け難い安定な接触構造になっている。また接触タイミングのばらつきも少ない構造である。

更に、コモン接点と、第１固定接点とを備える脚部の板バネは屈曲して(腹バイ)滑るために応力が緩和され十分な寿命特性を持つ。脚部の曲げ角度によって、ストロークを変えられ設計の自由度が大きく、高ストローク化できる。その場合でも脚部の板バネの応力は極端に大きくならない。また形状を大きくすることなく高ストローク化できる利点もある。尚、絶縁ハウジングの構造は複雑な段差がなく、金型構造が単純で、インサート成形が可能である。

本発明の多段動作スイッチ用可動接点の一実施例の構成を示す平面図である。 図１の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。 図１の多段動作スイッチ用可動接点の各ストロークにおける変形の状態を示す説明図である。 本発明の多段動作スイッチ用可動接点の別の実施例の構成を示す平面図である。 図６の正面図である。 図６の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。 本発明の多段動作スイッチ用可動接点の別の実施例の構成を示す平面図である。 図９の正面図である。 図９の可動接点を備えた多段動作スイッチの構成を示す説明図である。

符号の説明

１０、３０、５０…可動接点、
１１、３１、５１…中央円板部、
１２、３２、５２…枠板部、
１３、３３、５３…連結板部、
１４、３４、５４…脚部、
３４ａ、５４ａ…袴部、
５４ｂ…分岐部、
５４ｃ…折込み部、
１５、３５、５５…屈曲部、
１６ …コモン用接点部、
１７ …第１スイッチ接点部、
１８ …第２スイッチ接点部、
１９、３９、５９…第３スイッチ接点部、
２０、４０、６０…多段スイッチ、
２１、４１、６１…スイッチボックス、
２２、４２、６２…押圧ボタン、
２３、４３、６３…スイッチ基板、
２４、４４、６４…第１固定接点、
２５、４５、６５…第２固定接点、
２６、４６、６６…第３固定接点、
２７、４７、６７…コモン接点、

Claims (4)

1. 内部に第１スイッチ用の第１固定接点と、第２スイッチ用の第２固定接点と、第３スイッチ用の第３固定接点と、コモン接点とを備えたスイッチ基板上に配される金属製３段動作スイッチ用可動接点であって、
   前記スイッチ基板方向に押圧される中央円板部と、
   この中央円板部の外周を間隙を介して囲む環状の枠板部と、
   前記円板部の中心を通る直径線上において前記枠板部の内周縁と前記円板部の外周縁とを繋ぐ一対の連結板部と、
   これら一対の連結板部の各々から直径線上の前記枠板部外方へ延長して配された一対の脚部とを備え、
   前記中央円板部は周縁部が下方に湾曲して形成され、
   前記枠板部は内周縁から外周縁に向かって下向きに傾斜する皿バネが形成され、
   前記一対の連結板部と脚部とは、各々前記円板部から前記枠板部外方向に向かって下向きに傾斜させて形成され、
   前記中央円板部をスイッチ基板方向に第１ストローク分押圧した際に前記第１固定接点に接する前記一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部と、
   更に第２ストローク分押圧した際に前記枠板部全周の傾斜の反転により第２固定接点に接する前記中央円板部の周縁部に配された第２スイッチ接点部と、
   更に第３ストローク分押圧した際に前記中央円板部の反転により第３固定接点に接する前記中央円板部に配された第３スイッチ接点部とを備えたことを特徴とする多段動作スイッチ用可動接点。
2. 前記一対の連結板部と脚部とで半円状に形成された一対の枠板部の中間部の各々に形成された屈曲部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の多段動作スイッチ用可動接点。
3. 前記一対の脚部の各々の端部に外方に向かって脚部の傾斜に対して更に下向きに傾斜して形成された袴部を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の多段動作スイッチ用可動接点。
4. 前記一対の脚部の少なくとも一方に配された第１スイッチ接点部が、前記脚部から分岐して形成された分岐部に形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の多段動作スイッチ用可動接点。

Images