JP2011065846A - Switch device and electronic equipment equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押圧の際にクリック感を伴うスイッチ装置及びこれを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a switch device having a click feeling when pressed and an electronic apparatus including the switch device.
近時、例えば携帯端末などの電子機器において、キーパッド(スイッチボタン)を押圧した際に感触(クリック感)を伴うスイッチ装置が広く用いられている。また、このようなスイッチ装置に関する技術も種々提案されている(例えば、特許文献1,2)。
In recent years, for example, in electronic devices such as mobile terminals, switch devices with a touch (click feeling) when a keypad (switch button) is pressed are widely used. Various techniques relating to such a switch device have also been proposed (for example,
特許文献1では、キートップを介して板バネを押圧することにより、板バネの下方に設けた可撓性の上部電極と、上部電極を離間させて下方に設けた下部電極とを電気的に導通させてなる薄膜キーボードスイッチにおいて、板バネと上部電極との間にストローク調整部材を配置したことを特徴としたキーボードスイッチが挙げられている。特許文献1の技術は、押圧の際のクリック感に合うようにスイッチオンのタイミングを調整しようとするものである。
In
また、特許文献2では、クリック感を発生させるバネ部材を弾性体層で覆うことにより、クリック感を保持しながらクリック音を低減させるようにした押釦スイッチ用クリック感発生部材が開示されている。
携帯端末などの電子機器の操作スイッチにおいて、個々のユーザによって好ましいと感じるスイッチの押し感、即ちクリック感は異なる。クリック感はスイッチ装置に内蔵され反転動作することによってクリック感を発生させるばね部材の特性によってほぼ決まってくるため、個々のユーザの好みに応えるためには機器毎に特性の異なるばね部材を準備する必要があるが、これに対応することは多大なる管理工数が必要となり、実現は極めて困難である。 In an operation switch of an electronic device such as a portable terminal, a feeling of pressing, that is, a feeling of clicking that is preferable for each user is different. Since the click feeling is almost determined by the characteristics of the spring member that generates a click feeling when it is built into the switch device and reverses, spring members with different characteristics are prepared for each device in order to respond to individual user preferences. Although it is necessary to deal with this, it requires a lot of management man-hours, which is extremely difficult to realize.
特許文献1に記載された考案にあっては、板バネが反転動作した後の電気的導通を得るまでのストロークを調整することは可能であっても、クリック感を変えることはできない。また、調整部材は一度設置すればそれ以降取り替えることは困難であり個々のユーザの好みに応えることはできない。
In the device described in
また、特許文献2に記載された発明も、クリック音を低減するための弾性体層の寸法等によってクリック感が若干変化することはあっても、一度設置した部材を取り替えることは困難であるため、特許文献1の場合と同様の問題点を有している。
Further, in the invention described in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、個々のユーザが機器毎に好みのクリック感に調整することを可能としたスイッチ装置及びこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switch device that enables individual users to adjust a desired click feeling for each device, and an electronic device including the switch device. To do.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るスイッチ装置は、
外部から押圧操作を受ける少なくとも1つのスイッチボタンと、
前記押圧操作時に前記スイッチボタンからの付勢力により反転することでクリック感を発生させるばね部材と、
前記押圧操作時に前記ばね部材の変形に伴い電気的導通状態が切り替わるスイッチング基板と、
前記スイッチング基板を介して前記ばね部材の前記反転を係止するとともに前記押圧操作による荷重を受ける支持手段と、
前記ばね部材が前記反転を終えるまでの変形量を調整する調整手段と、を備える、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a switch device according to a first aspect of the present invention provides:
At least one switch button that receives a pressing operation from the outside;
A spring member that generates a click feeling by being reversed by the urging force from the switch button during the pressing operation;
A switching board in which an electrically conductive state is switched with deformation of the spring member during the pressing operation;
Supporting means for locking the reversal of the spring member via the switching substrate and receiving a load due to the pressing operation;
Adjusting means for adjusting a deformation amount until the spring member finishes the reversal,
It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る電子機器は、上記のスイッチ装置を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electronic apparatus according to a second aspect of the present invention includes the above switch device.
本発明によれば、調整手段によってばね部材が前記反転を終えるまでの変形量を変化させることができる。変形量が変化した分、底付き時の荷重が大きくなるためクリック率が変化し、その結果クリック感を調整することが可能となる。 According to the present invention, the amount of deformation until the spring member finishes the reversal can be changed by the adjusting means. Since the load at the bottom increases as the deformation amount changes, the click rate changes, and as a result, the click feeling can be adjusted.
本発明の第1実施形態に係るスイッチ装置について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るスイッチ装置の概略部分断面図である。 A switch device according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a switch device according to a first embodiment of the present invention.
本実施形態のスイッチ装置1は、外部から押圧操作を受ける少なくとも1つのスイッチボタン10と、反転動作することでクリック感を発生させるばね部材20と、スイッチボタン10の押圧時にばね部材20の変形に伴い電気的導通状態が切り替わるスイッチング基板30と、スイッチボタン10押圧時に打鍵荷重を受ける支持板40と、可動突起50を有した板ばね150と、スライド板60と、を備える。
The
金属板を用いて成型した支持板40の一方の面にはスイッチング基板30が積層接合されており、他方の面には可動突起50を有する板ばね150が接合されている。スイッチング基板30にはFPC(Flexible Print Circuit:フレキシブルプリント基板)が用いられる。スイッチング基板30にはばね部材20が粘着層(図示なし)を有した押えシート120によって固定されている。ばね部材20は、一方の面が凸面で他方の面が凹面である皿形状をした導電体であり、その凹面側がスイッチング基板30と相対する。スイッチング基板30の一方の面には第1の電極130と第2の電極230とが形成されている。第1の電極130は、ばね部材20の凹面の周縁部と常時接触導通するように配置されている。第2の電極230は、ばね部材20の中央部と合致(Z軸方向から見て、以下同様)する位置に配置されている。第2の電極230は、常時はばね部材20と接触していないが、後述するように、スイッチボタン10を押圧した時にばね部材20が反転変形することで、ばね部材20の凹面側中央部と接触するようになっている。
The
スイッチボタン10は、ポリカーボネートなどの樹脂を射出成型することにより形成されている。スイッチボタン10は、突起210を有する突起シート110と接合されている。突起シート110は可撓性を有することが好ましい。突起シート110は、図1の例では、例えばポリエチレンテレフタレートのシートを用いてシート上に紫外線硬化型の樹脂を突起210として成型することで得られる。この他に、シリコーンゴムなどの弾性体を突起210と共に一体で成型して突起シート110を製造してもよい。突起210は押圧方向(図1の−Z方向)に隆起しており、スイッチボタン10の中央に配されている。突起210は、ばね部材20の凸面と対向しており、凸面の中央部と常時接触するようになっている。
The
支持板40のばね部材20中央と合致する位置には貫通穴140が設けられている。貫通穴140には、板ばね150の一部を構成する可動突起50が、支持板40と接触することなく挿入されている。支持板40の他方の面に接合された板ばね150は、ステンレス鋼などの金属から形成されている。板ばね150には、ばね部材20の近傍でスリット250が施され、後述するように舌状に切り欠かれた舌状板ばね350が形成されている。舌状板ばね350は、先端に向かって支持板40との隙間が徐々に広がるようにスロープ状に形成されており、一部は支持板40とは接触していない。可動突起50は、舌状板ばね350が支持板40から最も離れた位置に形成されている。図1に示す初期状態では、板ばね150のスロープは、可動突起50のスイッチング基板30側の端面が支持板40の一方の面と同一面となるかまたは突出しないようになっている。
A through
金属板から形成されたスライド板60は、支持板40との間に板ばね150を挟むように配置されている。スライド板60は板ばね150と面接触しているが、スライド板60はX軸方向に滑らかにスライドできるように保持されている。スライド板60は、舌状板ばね350を囲むように形成された開口部160を有する(後述)。
The
板ばね150の可動突起50近傍の詳細な構成を図2(a),(b)に示す。図2(a)に示すように、板状の板ばね150には略V字状のスリット250が設けられており、これにより舌状板ばね350が形成されている。なお、図2(b)に示すように、本実施形態の板ばね150の舌状板ばね350に付勢力が加えられていないときには、舌状板ばね350の傾斜によって、スイッチング基板30側の板ばね150の面150aと可動突起50の端面50aとは同一面となっている。しかしながら、板ばね150単体における各部の寸法はスイッチ装置1における他の部品との関係で適宜定められるものであって、本実施形態に限定されるものではない。
A detailed configuration of the
スライド板60の開口部160は、図3(a),(b)に示すように、板状のスライド板60に形成された略矩形の穴である。開口部160の大きさは、板ばね150とスライド板60とが重なったときに板ばね150の舌状板ばね350及び可動突起50が開口部160にある程度の余裕をもって入る程度の大きさである。
The
次に、本実施形態に係るスイッチ装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
(I)可動突起50を隆起させない場合
本明細書において可動突起50の「隆起」とは、可動突起50が支持板40に対して+Z方向に突出している状態をさす(第2の実施形態以降も同様)。可動突起50を隆起させない場合、スイッチボタン10の押圧前は、図1に示すように、可動突起50はスイッチング基板30に接触しているがその端面(50a)が支持板40から突出していない状態である。すなわち、板ばね150の舌状板ばね350がスライド板60にある程度付勢されることで、可動突起50はスイッチング基板30に接触する程度に図1の+Z方向に移動している。
(I) When the
このとき、ユーザ(図示せず)がスイッチボタン10を押圧(本明細書では−Z方向)すると、図4に示すように、突起210に付勢されたばね部材20が反転し、ばね部材20の中央部が第2の電極230と接触する。これにより、第1の電極130と第2の電極230とが電気的に導通する。また、ばね部材20の反転変形及び弾発的な復元により、ユーザはクリック感を得る。
At this time, when a user (not shown) presses the switch button 10 (in the −Z direction in this specification), the
(II)可動突起50を隆起させる場合
可動突起50を隆起させる場合、図5に示すように、スライド板60を−X方向にスライドさせる。このとき、開口部160と舌状板ばね350とが重なる長さによって、舌状板ばね350が支持板40に押し付けられる距離が変化する。これにより、舌状板ばね350がスライド板60に押し付けられながら変形していくとともに、可動突起50が+Z方向に移動する。そして、可動突起50は支持板40を越えて隆起しスイッチング基板30を押し上げて変形させる。このとき、第2の電極230がスイッチング基板30とともに変形し、図6に示すように、距離δの分ばね部材20に近づくことになる。
(II) When the
その後、ユーザがスイッチボタン10を押圧すると、図7及び図8に示すように、突起210に付勢されたばね部材20が変形して中央部が第2の電極230と接触する。これにより、上記(I)の動作と同様に、第1の電極130と第2の電極230とが電気的に導通するとともにばね部材20の反転によってユーザがクリック感を得る。なお、(II)の状態からスライド板60を図5の+X方向にスライドさせることで、(I)の状態に戻すことが可能である。
Thereafter, when the user presses the
なお、スライド板60を平面方向にスライドさせると、開口部160が舌状板ばね350を支持板40に押し付けることで、可動突起50が支持板40の一方の面から所要量隆起するように舌状板ばね350のスロープ勾配と距離、及びスライド板60の開口部160を調整することが好ましい。また、舌状板ばね350は、隆起した可動突起50がスイッチボタン10の押圧力で動かない剛性を有することが好ましい。
When the
ここで、スイッチボタン10を押圧する荷重とその時の押込み変位量との関係について図9を参照して説明する。
Here, the relationship between the load for pressing the
スイッチボタンの押し感、即ちクリック感を定量的に表す代表的な数値として、クリック率が挙げられる。クリック率は、一般的に反転動作することでクリック感を発生させるばね部材の機械的特性に依存している。図9は、スイッチボタンを押圧する際の押込み荷重と押込み位置の関係を変位−荷重曲線(クリック特性曲線)として示すグラフである。図9に示すように、押し始めの荷重は変位に従って徐々に上昇するが(i)、反転動作に移行すると荷重は徐々に減少し始め(ii)、最終的に反転動作がそれ以上進まない底付き状態となり、以降はばね部材20の機械的特性に依存しないスイッチ装置全体の剛性(主に支持板40の剛性)に従って荷重は上昇する(iii)、挙動を示す。この特性において反転動作に移行する直前の最大荷重を作動力=P1とし、底付きした際の荷重をクリック力=P2(図9の例ではP2I及びP2II)とすると、クリック率R=(P1−P2)/P1で表される。即ち、押込み時の抵抗感が最大に達した後の抜重感の比率を表すものであり、この荷重の変化落差の度合いがクリック感を表す指標となる(参考:特許文献2)。
A click value is a representative numerical value that quantitatively represents the pressing feeling of the switch button, that is, the clicking feeling. The click rate generally depends on the mechanical characteristics of a spring member that generates a click feeling by reversing operation. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the pushing load and the pushing position when the switch button is pressed as a displacement-load curve (click characteristic curve). As shown in FIG. 9, the load at the start of pushing gradually increases according to the displacement (i), but the load begins to gradually decrease when moving to the reversing operation (ii) and finally the reversing operation does not proceed any further. After that, the load increases (iii) according to the rigidity of the entire switch device (mainly the rigidity of the support plate 40) that does not depend on the mechanical characteristics of the
本実施形態の動作(I)と動作(II)における挙動は、それぞれ図9の曲線I及びIIで表される。このとき、可動突起50を隆起させる前(グラフI)では作動力=P1、クリック力=P2Iである。これに対して、可動突起50の隆起後(グラフII)は、作動力=P1、クリック力=P2IIとなり、作動力は変わらないままクリック力が大きくなる(P2II>P2I)。これは可動突起50が隆起した分量(δ)だけばね部材20の底付きが早まるため、荷重が下がりきらない状態でばね部材20の機械的特性に依存しないスイッチ装置全体の剛性に従って荷重が上昇する状態(iii)に移行するためである。その結果、可動突起50を隆起させる前(グラフI)のクリック率はR1=(P1−P2I)/P1、可動突起50の隆起後(グラフII)のクリック率はR2=(P1−P2II)/P1となり、R1>R2(∵P2II>P2I)となることからクリック率の調整が可能となる。
The behavior in the operation (I) and the operation (II) of the present embodiment is represented by curves I and II in FIG. In this case, prior to bulge the movable projection 50 (graph I) the actuating force = P1, a click force = P2 I. On the other hand, after the protrusion of the movable protrusion 50 (graph II), the actuation force = P1 and the click force = P2 II , and the click force increases without changing the actuation force (P2 II > P2 I ). This is because the bottom of the
スイッチ装置において、一般的にクリック率は最大でも40%前後とされるが、個々のユーザにとって必ずしもそれが好まれるとは限らない。スイッチ装置においては最大40%程度のクリック率を実現できるように板ばねを選定しておけば、本発明のスイッチ装置を用いることによって、ユーザは機器を入手した後、個々の好みにクリック率を下げる調整を行うことで要望を満たすことができる。また、一般的にクリック率とクリック音(カチカチ音、パチパチ音)には相関が観られ、クリック率が大きいとクリック音が大きくなる傾向がある。ユーザによってはこのクリック音に嫌悪を感じる場合があり、本発明によってクリック率を下げることで、クリック音を小さくして、快適に使用することも可能となる。 In a switch device, the click rate is generally about 40% at the maximum, but it is not always preferred for individual users. In the switch device, if a leaf spring is selected so as to realize a click rate of about 40% at the maximum, the user can obtain a click rate according to individual preference after obtaining the device by using the switch device of the present invention. The adjustment can be made to meet the demand. In general, there is a correlation between the click rate and the click sound (click sound, crackle sound), and the click sound tends to increase when the click rate is large. Some users may feel disgusted with the click sound. By reducing the click rate according to the present invention, the click sound can be reduced and used comfortably.
以上説明したように、本発明の第1実施形態によれば、スライド板60をスライドさせ可動突起50を隆起させることで、第2の電極230の位置がばね部材20の他方の面(凹面)に向けて隆起する。結果、ばね部材20が反転動作を終える底付きの状態までの変形量が、隆起した分量(δ)だけ変化する。変形量が変化した分、底付き時の荷重(クリック力)が大きくなるためクリック率、換言すればクリック感を調整することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the
前述したように、クリック率は一般的にばね部材の機械的特性に依存するため、クリック率を変更するためには特性の異なるばね部材に交換する必要があった。これに対して、本実施形態によれば、ばね部材を交換する必要がなく容易に所望のクリック率に変更することが可能となる。 As described above, the click rate generally depends on the mechanical characteristics of the spring member. Therefore, in order to change the click rate, it is necessary to replace the spring member with a different characteristic. On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to easily change to a desired click rate without having to replace the spring member.
また、ばね部材20の変形量を変えることは、ばね部材20内に発生する応力を変えることとなる。変形が大きいと内部に発生する応力が大きくなり、応力が大きいほど変形疲労によるクラックの発生などでばね部材20が短寿命となるが、底付き位置を上げる(変形量を減らす)ことで発生応力を減らすことが可能となり、ばね部材を長寿命化させる効果も得られる。
Further, changing the deformation amount of the
次に、本発明の第2実施形態に係るスイッチ装置について説明する。図10は本発明の第2実施形態に係るスイッチ装置の概略部分断面図である。本実施形態のスイッチ装置2は、第1実施形態におけるスライド板60に替わり、カム70を備える。なお、図10において、第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。カム70を図10の反時計回りで回転させることで可動突起50を隆起できるように、カム70は可動突起50の他方の面に接触している。なお、図示の簡略化のため、図10ではカム70を回転させる駆動装置の表示は省略している。
Next, a switch device according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic partial sectional view of a switch device according to a second embodiment of the present invention. The
本発明の第2実施形態によれば、カム70を反時計回りに回転させ、可動突起50を隆起させることで第2の電極230の位置がばね部材20の他方の面(凹面)に向けて隆起する。結果、ばね部材20が反転動作を終える底付きの状態までの変形量が、隆起した分量だけ変化する。変形量が変化した分、底付き時の荷重が大きくなるためクリック率を調整することが可能となる。なお、隆起した状態からカム70を時計回りに回転することで図10の状態に戻すことが可能である。
According to the second embodiment of the present invention, the
次に、本発明の第3実施形態に係るスイッチ装置について説明する。図11は本発明の第3実施形態に係るスイッチ装置3の概略部分断面図である。支持板41には、ばね部材20の中央部と合致する位置に貫通穴140が設けられている。また、支持板41の他方の面には、貫通穴140の周囲に雌ネジを有したネジ受け141が設けられている。ネジ受け141には可動突起51を有するネジ部151がねじ込まれている。可動突起51は支持板41の貫通穴140と接触することなく挿入される。初期状態では、可動突起50のスイッチング基板30側の端面が支持板40の一方の面と同一面となるかまたは突出しないようにネジ部151がねじ込まれている。ネジ部151の長さ及びネジピッチは、ねじ込むことで可動突起51が+Z方向に所要量隆起するような寸法に形成されている。なお、図11において、第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。
Next, a switch device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of the switch device 3 according to the third embodiment of the present invention. The
本発明の第3実施形態によれば、ネジ部151をねじ込み、可動突起51を隆起させることで第2の電極230の位置がばね部材20の他方の面(凹面)に向けて隆起する。結果、ばね部材20が反転動作を終える底付きの状態までの変形量が、隆起した分量だけ変化する。変形量が変化した分、底付き時の荷重が大きくなるためクリック率を調整することが可能となる。なお、ネジを逆方向に回すことで隆起した状態から図11の状態に戻すことができるのは勿論である。
According to the third embodiment of the present invention, the position of the
次に、本発明の第4実施形態に係るスイッチ装置について説明する。図12は本発明の第4実施形態に係るスイッチ装置4の概略部分断面図である。 Next, a switch device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of the switch device 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態のスイッチ装置4は、外部から押圧操作を受ける少なくとも1つのスイッチボタン11と、反転動作することでクリック感を発生させるばね部材20と、スイッチボタン11押圧時にばね部材20の変形に伴い電気的導通状態が切り替わるスイッチング基板30と、スイッチボタン11に対応する位置に突起部142を有した支持板42と、を備える。
The switch device 4 of the present embodiment includes at least one switch button 11 that receives a pressing operation from the outside, a
スイッチング基板30はFPCから成り、一方の面にはスイッチボタン11が配され、他方の面にはばね部材20が粘着層(図示なし)を有した押えシート120によって固定されている。
The switching
ばね部材20は皿形状をした導電体から成り、その凹面側がスイッチング基板30と相対する。スイッチング基板30の他方の面側には第1の電極130と第2の電極230が形成されている。第1の電極130はばね部材20の凹面の縁と常時導通接触するように形成される。第2の電極230はばね部材20の中央と合致する位置に形成される。ばね部材20と第2の電極230は常時は接触していないが、スイッチボタン11押圧時にはばね部材20が反転変形することでばね部材20の凹面側中央部と接触するように形成する。ばね部材20の凸面側には突起部142を有する支持板42が配されている。支持板42は金属板をプレス成型すればよい。ばね部材20は凸面中央が突起部142の中央と合致接触するように配されている。
The
ポリカーボネートなどの樹脂を射出成型したスイッチボタン11はベースシート111の一方の面に貼り付けられており、ベースシート111の他方の面がスイッチング基板30の一方の面と対面するように積層されている。ベースシート111は可撓性に有することが好ましく、例えばウレタン系の樹脂の薄型フィルムを用いることができる。
The switch button 11 formed by injection molding a resin such as polycarbonate is attached to one surface of the
スイッチボタン11の中央位置にはネジ部152を収納するための貫通した彫りこみ及び雌ネジ部が設けられている。ベースシート111は貫通彫りこみに対応した位置に貫通穴112を設けることが好ましい。ネジ部152は可動突起52と一体であり、スイッチボタン11に設けられた雌ネジにねじ込まれている。可動突起52はスイッチング基板30の一方の面に対面し、初期状態では、可動突起52とベースシート111の他方の面が同一面または他方の面を超えないような位置にねじ込まれている。ネジ部152は、ねじ込むことで可動突起52が他方の面から所要量隆起するような長さ、ネジピッチとなるよう形成されている。
At the center position of the switch button 11, a penetrating engraving and a female screw portion for housing the
本実施形態のスイッチ装置4で可動突起52を隆起させた場合の動作について、図13及び図14を参照して説明する。図12に示すように、ネジ部152を図の−Z方向にねじ込むことで、本実施形態では可動突起52が−X方向に隆起する。この状態で、ユーザがスイッチボタン11を押圧すると、ばね部材20の凸面が突起部142に接触して付勢され、図13に示すように反転する。そして、ばね部材20の中央部が第2の電極230に接触する。これにより、第1の実施形態と同様に、第1の電極130と第2の電極230とが電気的に導通するとともに、ユーザはクリック感を得る。なお、可動突起52を隆起させない場合(図12の状態)から押圧すると、ばね部材20の反転による変形量が隆起させる場合よりも大きくなることも第1の実施形態と同様である。
The operation when the
本発明の第4実施形態によれば、ネジ部152をねじ込み、可動突起52を隆起させることで第2の電極230の位置がばね部材20の一方の面(凹面)に向けて隆起する。結果、ばね部材20が反転動作を終える底付きの状態までの変形量が、隆起した分量だけ変化する。変形量が変化した分、底付き時の荷重が大きくなるためクリック率を調整することが可能となる。
According to the fourth embodiment of the present invention, the
次に、本発明の第5実施形態に係るスイッチ装置について説明する。図15は本発明の第5実施形態に係るスイッチ装置5の概略部分断面図である。 Next, a switch device according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a schematic partial sectional view of the switch device 5 according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態のスイッチ装置5は、外部から押圧操作を受ける少なくとも1つのスイッチボタン10と、反転動作することでクリック感を発生させるばね部材20と、スイッチボタン10の押圧時にばね部材20の変形に伴い電気的導通状態が切り替わるスイッチング基板30と、スイッチボタン10押圧時に打鍵荷重を受ける支持板40と、可動突起54を有した可撓性シート53と、スライド板61と、を備える。
The switch device 5 according to the present embodiment includes at least one
可撓性シート53は、可撓性、柔軟性を有する樹脂から形成されている。可撓性シート53の材料としては例えばウレタン系の樹脂を用いることができる。可撓性シート53と可動突起54とは一体成形されており、可動突起54のスイッチング基板30側の端面は前述の実施形態と同様の円柱状に形成されている。反対側の端面は、−X方向に向かうにつれて−Z方向に傾斜する傾斜部55が設けられている。なお、シート材の上下面に例えばアクリル系樹脂を成形することにより、本実施形態の可動突起54と同様の形状の突起を形成することとしてもよい。
The
スライド板61は、第1実施形態におけるスライド板60と同様の材料から形成された板であるが、可撓性シート53の傾斜部55に沿うような傾斜を有する傾斜部62が設けられている点でスライド板60と異なっている。板の一部を折り曲げて傾斜部62を形成するのに好適となるよう、スライド板61には適当なる大きさの開口部161が設けられている。
The
本実施形態のスイッチ装置4の動作について、可動突起54の隆起を中心に説明する。可動突起54を隆起させない状態では、図15に示すように、可撓性シート53の傾斜部55とスライド板61の傾斜部62とが面接触するように配置されている。このとき、可動突起54のスイッチング基板30側の端面は支持板40の一方の面と同一面となっている。
The operation of the switch device 4 of the present embodiment will be described focusing on the protrusion of the
この状態で、図16に示すようにスライド板61を−X方向にスライドさせると、可撓性シート53の傾斜部55とスライド板61の傾斜部62との接触面がずれることにより傾斜部55が隆起する。図16の状態からスイッチボタン10を押圧した場合の動作については、前述の第1実施形態と同様である。なお、スライド板61のスライド量と傾斜部55の隆起量とが所望の関係となるよう寸法等を調整しておくことが好ましい。
In this state, when the
次に、本発明の第6実施形態に係る電子機器90について説明する。図17は本発明の第6実施形態に係る電子機器90の概略斜視図であり、図18は本発明の第6実施形態に係る電子機器90の操作部190の正面透視図である。電子機器90は、第1実施形態におけるスイッチ装置1を備え、スライド板60をスライドさせるための調整ツマミ80を備える。図17には、スイッチ装置1のスイッチボタン10を示す3種類のスイッチボタン10a〜10cが記載されている。なお、図17、図18において、第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。
Next, an
図17に示すように、電子機器90は操作部190と表示部191とがヒンジ部192で連結された折り畳み式の携帯電話機である。操作部190は、上側筐体91と下側筐体92とを備えており、上側筐体91にはユーザが外部から電子機器90を操作するためのスイッチボタン10a〜10cが設けられている。操作部190の側面には調整ツマミ80が設けられている。なお、調整ツマミ80の位置は電子機器90の構造によっては側面に限定されるもののではなく正面、背面であっても構わない。
As shown in FIG. 17, the
図18に示すように、調整ツマミ80は回転軸280を有する円形である。調整ツマミ80の一部は操作部190の筐体から露出しており、外部より回転操作することが可能である。筐体内に収まる部分の調整ツマミ80の一部には歯車180が設けられている。スライド板60の一部には調整ツマミ80の歯車180と噛み合うように送り歯260が設けられている。
As shown in FIG. 18, the
また、図18に破線で示すように、スイッチボタン10a,10bはばね部材20を含む図1のスイッチ機構をボタン1個当たり1組備えており、スイッチボタン10cは図1のスイッチ機構をボタン1個あたり5組備えている。スイッチボタン10cは、ボタンの中央部を押圧すると5組のうちの中央部のスイッチ機構が動作し、矩形のボタンを各辺に傾けて押圧すると各辺の近傍のスイッチ機構が動作するようになっている。
Further, as indicated by broken lines in FIG. 18, each of the
図18に例示された計24個のスイッチ機構についてユーザが同時にクリック率を調整できるよう、操作部190は図19に示すスライド板60を備えている。スライド板60は、その主面に計24個の開口部160と前述の送り歯260とを備えている。
The
スライド板60は、図20に示すように、操作部190の内部でスライド保持部材94上に載置されている(反対側のスライド保持部材94は図示を省略)。スライド保持部材94はスライド板60のスライド方向(Y軸方向)からみて図示された部分が概ねL型の断面を有しており、スライド板60のX軸方向への移動を規制する突部が設けられている。支持板40も一部が折り曲げられており、スライド保持部材94と上側筐体91とに挟持されている。スイッチ装置1、スライド保持部材94、上側筐体91及び下側筐体92は、図示のように内部に空間を設けるように配置されており、その他の内蔵部品95はこの空間に収容されている。
As shown in FIG. 20, the
次に、本実施形態に係る電子機器90の動作について図18及び図21〜図27を参照して説明する。
Next, the operation of the
(I)可動突起50を隆起させない場合
操作部190を正面から透視すると図18に示す状態となる。この状態におけるスイッチ装置1のうち1組のスイッチ機構を図18のD−D断面及びE部をそれぞれ図21、図22(図21のG矢視)に示す。第1実施形態(図1)と同様に、スライド板60の開口部160の領域内に可動突起50と所定量の舌状板ばね350とが入っている。このとき、調整ツマミ80と送り歯260との関係は図23の示すようになっている。スライド板60はX軸方向の所定の位置でストッパ等(図示せず)によって移動を規制されるため、歯車180の歯は調整ツマミ80の一部に設けられていればよい。
(I) When the
(II)可動突起50を隆起させる場合
操作部190を正面から透視すると図24に示す状態となる。この状態におけるスイッチ装置1のうち1組のスイッチ機構を図24のH−H断面及びI部をそれぞれ図25、図26(図25のK矢視)に示す。第1実施形態(図5)と同様に、スライド板60が−Z方向に移動して開口部160の領域内にある舌状板ばね350の面積が減少している。すなわち、舌状板ばね350が+Z方向に根元の方から支持板40に押し付けられていくことで可動突起50が隆起する。このとき、調整ツマミ80と送り歯260との関係は図27の示すようになっている。図27の例では、図23の状態から歯1つ分の長さでスライド板60が−X方向に移動している。
(II) When the
本発明の第6実施形態によれば、調整ツマミ80を回転操作することでスライド板60をスライドさせ、可動突起50を隆起させることで第2の電極230の位置がばね部材20の一方の面(凹面)に向けて隆起する。結果、ばね部材20が反転動作を終える底付きの状態までの変形量が、隆起した分量だけ変化する。変形量が変化した分、底付き時の荷重が大きくなるためクリック率、換言すればクリック感を図18に例示する24個のスイッチボタン10a〜10cについて同時に調整することが可能となる。
According to the sixth embodiment of the present invention, the
なお、この発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and application are possible.
例えば、上述の各実施形態の説明ではそれぞれ好ましい材料を例示して記載しているが、発明の作用効果が得られるように導電性、ばね性、剛性等の特性を満足していれば、実施形態に記載された材料に限定されるものではない。 For example, in the description of each of the above-described embodiments, preferable materials are described as examples. However, if the characteristics such as conductivity, springiness, and rigidity are satisfied so that the operational effects of the invention can be obtained, the embodiments are implemented. It is not limited to the materials described in the form.
また、本明細書では電子機器の例として携帯電話機を挙げているが、実施形態で説明したスイッチ装置を有するものであれば種々の電子機器とすることができる。この場合、電子機器の種類に合わせて、調整ツマミ80のほかにレバー、スライドスイッチ等の機構を用いてスライド板60をスライドさせることとしてもよい。
In this specification, a cellular phone is cited as an example of an electronic device. However, various electronic devices can be used as long as they have the switch device described in the embodiment. In this case, the
1〜5 スイッチ装置
10,10a〜10c,11 スイッチボタン
20 ばね部材
30 スイッチング基板
40〜42 支持板
50〜52 可動突起
53 可撓性シート
54 可動突起
55 傾斜部
60,61 スライド板
62 傾斜部
70 カム
80 調整ツマミ
90 電子機器
91 上側筐体
92 下側筐体
93 接着層
94 スライド保持部材
95 内蔵部品
110 突起シート
111 ベースシート
112,140 貫通穴
120 押えシート
130 第1の電極
141 ネジ受け
142 突起部
150 板ばね
151,152 ネジ部
160,161 開口部
180 歯車
190 操作部
191 表示部
192 ヒンジ部
210 突起
230 第2の電極
250 スリット
260 送り歯
280 回転軸
350 舌状板ばね
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-5
Claims (14)
前記押圧操作時に前記スイッチボタンからの付勢力により反転することでクリック感を発生させるばね部材と、
前記押圧操作時に前記ばね部材の変形に伴い電気的導通状態が切り替わるスイッチング基板と、
前記スイッチング基板を介して前記ばね部材の前記反転を係止するとともに前記押圧操作による荷重を受ける支持手段と、
前記ばね部材が前記反転を終えるまでの変形量を調整する調整手段と、を備える、
ことを特徴とするスイッチ装置。 At least one switch button that receives a pressing operation from the outside;
A spring member that generates a click feeling by being reversed by the urging force from the switch button during the pressing operation;
A switching board in which an electrically conductive state is switched with deformation of the spring member during the pressing operation;
Supporting means for locking the reversal of the spring member via the switching substrate and receiving a load due to the pressing operation;
Adjusting means for adjusting a deformation amount until the spring member finishes the reversal,
A switch device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチ装置。 The spring member is a conductor having a dish shape,
The switch device according to claim 1.
前記ばね部材は、前記皿形状の周縁部が前記第1の電極と常時接触導通し、前記反転時に前記凹面の一部が前記第2の電極と接触導通して前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続するように配置されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のスイッチ装置。 The switching substrate includes a first electrode and a second electrode so as to face the concave surface of the spring member,
In the spring member, the dish-shaped peripheral edge is always in contact with the first electrode, and a part of the concave surface is in contact with the second electrode during the reversal, so that the first electrode and the first electrode are in contact with each other. Arranged to electrically connect the two electrodes,
The switch device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The support means includes a through hole provided at a position where the spring member abuts after the reversal, and a movable protrusion that protrudes from the through hole and can be raised toward the spring member.
The switch device according to any one of claims 1 to 3.
前記調整手段は、前記可動突起の位置を規定し、
前記可動突起は、前記貫通穴から突出する位置にある場合に前記スイッチング基板を隆起させて前記ばね部材の前記反転を係止する、
ことを特徴とする請求項4に記載のスイッチ装置。 The switching board is a flexible board,
The adjusting means defines a position of the movable protrusion;
When the movable protrusion is in a position protruding from the through hole, the switching board is raised to lock the inversion of the spring member;
The switch device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のスイッチ装置。 The support means further includes a leaf spring for holding the movable protrusion.
The switch device according to claim 4 or 5, wherein
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The support means further includes a slide member that deforms the leaf spring by sliding in a direction orthogonal to the pressing direction of the slide member and moves the movable protrusion in the axial direction of the through hole.
The switch device according to any one of claims 4 to 6.
前記支持手段は、前記スライド部材が前記板ばねの根元側から前記先端に向かってスライドしながら前記板ばねを押さえつけることにより前記可動突起を前記貫通穴の軸方向に移動させる、
ことを特徴とする請求項7に記載のスイッチ装置。 The leaf spring is formed in a tongue shape having an inclination with respect to the sliding direction of the slide member, and holds the movable protrusion integrally at the tip thereof.
The support means moves the movable protrusion in the axial direction of the through hole by pressing the plate spring while the slide member slides from the base side of the plate spring toward the tip.
The switch device according to claim 7.
該シートは、前記ばね部材側の面に設けられた前記可動突起と、前記ばね部材側の反対側の面に設けられ前記スライド部材のスライド方向に対して所定の角度を有する第1の傾斜部と、を備え、
前記スライド部材は、所定のスライド位置で前記第1の傾斜部と面接触するように設けられた第2の傾斜部と、を備える、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のスイッチ装置。 The support means further includes a flexible sheet,
The seat is provided with the movable protrusion provided on the surface on the spring member side, and a first inclined portion provided on a surface opposite to the spring member side and having a predetermined angle with respect to a sliding direction of the slide member. And comprising
The slide member includes a second inclined portion provided so as to be in surface contact with the first inclined portion at a predetermined slide position;
The switch device according to claim 4 or 5, wherein
前記スライド部材は、前記調整ツマミの前記歯と噛合する送り歯をさらに備える、
ことを特徴とした請求項1乃至8のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The adjusting means further includes a gear-shaped adjusting knob in which teeth are provided at least in a part in the circumferential direction,
The slide member further includes a feed dog that meshes with the teeth of the adjustment knob.
The switch device according to claim 1, wherein the switch device is a switch device.
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The adjusting means includes a cam device that drives the movable protrusion in the axial direction of the through hole.
The switch device according to any one of claims 4 to 6.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のスイッチ装置。 The adjusting means includes a screw device that guides the movable protrusion with a screw and drives it in the axial direction of the through hole,
The switch device according to claim 4 or 5, wherein
前記ネジ装置は、前記スイッチボタンの中央部に設けられた雌ネジと、前記可動突起をその先端部に有し前記雌ネジに前記スイッチボタンの押圧方向にねじ込まれた雄ネジと、を備え、
前記可動突起は、前記スイッチボタンから突出可能に配置されており、
前記ばね部材は、皿形状を有する導電体であり、その凹面が前記スイッチボタンに対面するように前記スイッチボタンの中央位置に配置されており、
前記支持手段は、前記ばね部材の凸面と常時接触するように配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチ装置。 The adjusting means includes a screw device that guides the movable protrusion with a screw and drives it in the axial direction of the through hole,
The screw device includes a female screw provided at a central portion of the switch button, and a male screw having the movable protrusion at a tip portion thereof and screwed into the female screw in a pressing direction of the switch button,
The movable protrusion is disposed so as to protrude from the switch button,
The spring member is a dish-shaped conductor, and is disposed at a central position of the switch button so that a concave surface thereof faces the switch button.
The support means is arranged so as to always contact the convex surface of the spring member.
The switch device according to claim 1.
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JP2016091928A (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-23 | 沖電気工業株式会社 | Key switch structure |
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2009
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WO2022191217A1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | アルプスアルパイン株式会社 | Input device |
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