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1. (WO2018101212) MULTI-STAGE PRESSURE-SENSITIVE SWITCH
Document

明 細 書

発明の名称 多段感圧スイッチ

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024  

図面の簡単な説明

0025  

発明を実施するための形態

0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069  

産業上の利用可能性

0070  

符号の説明

0071  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 多段感圧スイッチ

技術分野

[0001]
 本発明は、多段階のスイッチ状態を、感圧抵抗板を用いて実現する多段感圧スイッチに関するものである。

背景技術

[0002]
 実開平5-17861号公報(特許文献1)、特開2010-15793号公報(特許文献2)等には、感圧抵抗体を用いた従来の感圧スイッチが開示されている。感圧抵抗体を用いた感圧スイッチでは、押圧力を変えることにより、多段階のスイッチ状態を形成することが可能である。また特開2004-31171号公報(特許文献3)には、2種類のタクト板を用いることにより2段階のクリック感を発生させることができる2段動作プッシュスイッチが開示されている。また実開平3-8827号公報(特許文献4)にも2種類のタクト板を用いた2段動作のスイッチが開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 実開平5-17861号公報
特許文献2 : 特開2010-15793号公報
特許文献3 : 特開2004-31171号公報
特許文献4 : 実開平3-8827号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 従来の感圧スイッチでは、押圧力を変えることにより抵抗値が変わって複数段階のスイッチ状態を形成することはできる。しかしながらどこまで押圧力を増せば次のスイッチ状態になるのかは操作者の勘に頼るしかなかった。また通常のプッシュスイッチで、2段階のクリック感を生じさせるスイッチはあるが、既存の構造そのままを適用して感圧抵抗板を用いる場合に2段階のクリック感を生じさせることは難しいという問題がある。
[0005]
 本発明の目的は、感圧抵抗板を用いて2段階のクリック感を生じさせることができる多段感圧スイッチを提供することにある。
[0006]
 本発明の他の目的は、感圧抵抗板を用いて2段階のクリック感を生じさせることができ、しかも3段階のスイッチ状態を得ることができる多段感圧スイッチを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の基本となる多段感圧スイッチは、凹部を有する絶縁材料からなるハウジングと、ハウジングの凹部内の底壁に固定された少なくとも一対の固定接点と、一対の固定接点の上に配置された感圧抵抗板と、感圧抵抗板の上に配置され、所定の押圧力に対してクリック感を発生するクリック感発生構造と、クリック感発生構造の上に配置されて凹部の開口部を塞ぐ可撓性を有する蓋部材を備えている。
[0008]
 本発明では、クリック感発生構造が、感圧抵抗板の上に配置され且つハウジングの開口部に向かって凸となるように湾曲した第1のタクト板と、第1のタクト板の中央部の上に底部が固定され且つ該底部と対向する位置に凸部を備えたスペーサと、スペーサの凸部が移動可能に収納される貫通孔を備え、スペーサの上部に配置され且つハウジングの凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が支持されて、押圧力により貫通孔が前記第1のタクト板に近づくように変形する板バネ部材と、板バネ部材の上に配置され、ハウジングの凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が拘束され且つハウジングの開口部に向かって凸となるように湾曲し、押圧力により変形する蓋部材と接触して変形して板バネ部材を変形させるとともにスペーサの凸部に押圧力を伝達する第2のタクト板とを備えている。
[0009]
 本発明によれば、クリック感発生構造を上記のように構成することにより、感圧抵抗板を用いる場合でも2段階のクリック感じを生じさせることが可能になった。特に、板バネ部材を設けたことにより、第2のタクト板が反転した後に、第1のタクト板を反転させることができる。
[0010]
 感圧抵抗板は、ハウジングの底壁との間に間隔をあけた状態で配置されていても、また底壁と接触した状態で配置されていてもよい。感圧抵抗板とハウジングの底壁との間に間隔があると、押圧操作時の蓋部材の変形量が大きくなり、スイッチの操作感を増大させることができる。
[0011]
 感圧抵抗板と凹部内の底壁との間の間隔は、第1段階の押圧力が蓋部材を介してクリック感発生構造に加えられて板バネ部材を変形させながら第2のタクト板が反転し、反転した第2のタクト板を介してスペーサ及び第1のタクト板に第1段階の押圧力が加わった状態で、感圧抵抗板が一対の固定接点に押し付けられ、第1の押圧力よりも大きい第2段階の押圧力が蓋部材、第2のタクト板及びスペーサを介して第1のタクト板に加えられて第1のタクト板が反転し、反転した第1のタクト板により感圧抵抗板の中央部が凹部の底壁に押しつけられることを可能にするように定められているのが好ましい。
[0012]
 具体的には、両端に前記ハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第1の固定接点を備えた枝部を有する第1の端子金具と、両端に前記ハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第2の固定接点を備えた枝部を有する第2の端子金具とがインサートとして前記ハウジングがインサート成形されており、第1の固定接点と第2の固定接点とが、ハウジングの底壁に沿って対向する位置に配置されて、一対の固定接点を構成しているのが好ましい。この場合、第1の端子金具の枝部と第2の端子金具の枝部には、底壁の中央部において露出して底壁の面方向で対向する別の一対の固定接点が形成されているのが好ましい。このようにすると簡単な構造で、少なくとも3段階以上の抵抗値または電流値を第1の端子金具の端子部と第2の端子金具の端子部との間に得ることができる。
[0013]
 なお別の一対の固定接点は、面方向に対向する凹凸部をそれぞれ備えているのが好ましい。このようにすると感圧抵抗板が接触する接触面積の増加割合が段階的になり、変化がわかりやすくなる。
[0014]
 2回路のスイッチを構成する本発明の多段感圧スイッチでは、凹部を有する絶縁材料からなるハウジングと、ハウジングの凹部内の底壁に間隔をあけて固定された第1の一対の固定接点と、第1の一対の固定接点の間に位置してハウジングの凹部内の底壁の中央部に間隔をあけて固定された第2の一対の固定接点と、第1の一対の固定接点と接触する第1の抵抗体パターンと第2の一対の固定接点と対向する第2の抵抗体パターンを有して、底壁との間に間隔をあけた状態で配置された感圧抵抗板と、感圧抵抗板の上に配置され、所定の押圧力に対してクリック感を発生するクリック感発生構造と、クリック感発生構造の上に配置されて前記凹部の開口部を塞ぐ可撓性を有する蓋部材を備えている。そしてクリック感発生構造は、感圧抵抗板の上に配置され且つハウジングの開口部に向かって凸となるように湾曲した第1のタクト板と、第1のタクト板の中央部の上に底部が固定され且つ前記底部と対向する位置に凸部を備えたスペーサと、スペーサの凸部が移動可能に収納される貫通孔を備え、スペーサの上部に配置され且つハウジングの凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が支持されて、押圧力により貫通孔が第1のタクト板に近づくように変形する板バネ部材と、板バネ部材の上に配置され、ハウジングの凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が拘束され且つハウジングの前記開口部に向かって凸となるように湾曲し、押圧力により変形する蓋部材と接触して変形して板バネ部材を変形させるとともにスペーサの凸部に押圧力を伝達する第2のタクト板とを備えている。その上で、感圧抵抗板と凹部内の底壁との間の間隔は、第1段階の押圧力が蓋部材を介してクリック感発生構造に加えられて板バネ部材を変形させながら第2のタクト板が反転し、反転した第2のタクト板を介してスペーサ及び第1のタクト板に第1段階の押圧力が加わった状態で、感圧抵抗板の第1の抵抗体パターンが一対の固定接点に押し付けられ、第1の押圧力よりも大きい第2段階の押圧力が蓋部材、第2のタクト板及びスペーサを介して第1のタクト板に加えられて第1のタクト板が反転し、反転した第1のタクト板により感圧抵抗板の第2の抵抗体パターンが第2の一対の固定接点に押し付けられるように定められている。このようにすると第1の一対の固定接点を含んで第1のスイッチ回路が構成され、第2の一対の固定接点を含んで第2のスイッチ回路が構成される。したがって2種類のスイッチ状態を別個に提供することができ、スイッチの用途を広げることができる。
[0015]
 クリック感発生構造は、第2の押圧力よりも大きい第3の押圧力が蓋部材、第2のタクト板及びスペーサを介して第1のタクト板に加えられることを許容するように構成されているのが好ましい。このようにするとクリック感は伴わないが、第3のスイッチ状態を得ることができる。
[0016]
 蓋部材は、スペーサと対応する位置に外側に向かって突出するキートップを一体に備えているのが好ましい。このようなキートップがあれば、操作性が向上する。
[0017]
 スペーサは、弾性を有しているのが好ましい。スペーサが弾性を有していると、クリック感が得られてしかも、軟らかい操作タッチを実現できる。
[0018]
 スペーサの弾性を得るために、スペーサはウレタンにより形成されているのが好ましい。ウレタンによりスペーサを形成すると、耐久性が高いスペーサを提供できる。
[0019]
 板バネ部材の貫通孔の輪郭形状は円形を有しており、スペーサの凸部は、貫通孔内に位置する部分から徐々に径寸法が大きくなる切頭円錐形を呈しているのが好ましい。このような構造にすると、スペーサの凸部をスムーズに板バネ部材の貫通孔内で変位させることができる。
[0020]
 板バネ部材は、1枚以上の金属板により形成されているのが好ましい。金属板の枚数を調整することにより、必要な押圧力を簡単に調整することができる。
[0021]
 両端にハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第1の固定接点を備えた枝部を有する第1の端子金具と、両端にハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第2の固定接点を備えた枝部を有する第2の端子金具とがインサートとしてハウジングがインサート成形されており、第1の固定接点と第2の固定接点とが、ハウジングの底壁に沿って対向する位置に配置されて、一対の固定接点を構成しているのが好ましい。このような構造を採用すると、端子部の配置と固定接点の配置を簡単に実現できる。
[0022]
 第1の端子金具の枝部と第2の端子金具の枝部には、前記底壁の中央部において対向する凹凸部が形成されているのが好ましい。このような凹凸部を形成すると、押圧力の増加応じて、感圧抵抗板が接触する接触面積の増加割合が段階的になり、変化がわかりやすくなる。
[0023]
 一端にハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第1の固定接点を備えた枝部を有する第1の端子金具と、一端にハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第2の固定接点を備えた枝部を有する第2の端子金具と、一端にハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第3の固定接点を備えた枝部を有する第3の端子金具と、一端にハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第4の固定接点を備えた枝部を有する第4の端子金具とがインサートとしてハウジングがインサート成形されている。そして第1の固定接点と第2の固定接点とが、ハウジングの底壁に沿って対向する位置に配置されて、第1の一対の固定接点を構成している。また第3の固定接点と第4の固定接点とは、第2の抵抗体パターンと接触する第2の一対の固定接点を構成しているのが好ましい。このような構造を採用すると、端子部の配置と固定接点の配置の変更を簡単に実現できる。
[0024]
 第3の固定接点と第4の固定接点は、底壁の中央部において底壁の面方向に対向する凹凸部をそれぞれ備えているのが好ましい。

図面の簡単な説明

[0025]
[図1] 本発明に係る多段感圧スイッチの第1の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。
[図2] 図1の多段感圧スイッチを示す正面図である。
[図3] 図1の多段感圧スイッチを示す右側面図である。
[図4] 図2のIV-IVの線に沿って切断した断面図である。
[図5] 図1の多段感圧スイッチの機能を表す回路図である。
[図6] (a)(b)(c)は、図1の多段感圧スイッチの作用を説明するために、ステムを押し込んでいくに従い変化する各接点間の電気導通状態を示す図である。
[図7] 本発明に係る多段感圧スイッチの第2の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。
[図8] 図7の多段感圧スイッチを示す正面図である。
[図9] 図7の多段感圧スイッチを示す右側面図である。
[図10] 図8のX-Xの線に沿って切断した断面図である。
[図11] 図7の多段感圧スイッチの機能を表す回路図である。
[図12] (a)(b)(c)は、図7の多段感圧スイッチの作用を説明するために、ステムを押し込んでいくに従い変化する各接点間の電気導通状態を示す図である。
[図13] 図7の多段感圧スイッチの感圧抵抗板の抵抗パターンを示す図である。

発明を実施するための形態

[0026]
 以下、図面を参照しつつ、本発明に係る多段感圧スイッチの第1の実施の形態について詳細に説明する。
[0027]
 《第1の実施の形態》
 図1~6に本発明に係る多段感圧スイッチの第1の実施の形態を示す。この多段感圧スイッチは、厚みの薄いほぼ直方体形状のハウジング10の上面に開口した凹部12内に各部材を収容して構成される。凹部12は、ほぼ円柱状の主凹部13の内壁と、この主凹部13と連通し且つ軸線周りに180度ずれた位置に形成された一対の正面図視方形の凹陥部14,14を備えている。一対の凹陥部14,14の開口部側の部分には一対の段部18,18が形成されている。一対の凹陥部14,14に対応して、ハウジング10の対向する一対の外壁にも正面から見た状態で方形形状となる突出部16,16が設けられている。ハウジング10は絶縁性を有する合成樹脂製であり、配線基板としての機能をも有している。ハウジング10の凹部12内の底壁15には一対の固定接点(28,29,38,39)が固定されている。
[0028]
 固定接点(28,29,38,39)及び固定接点(28,29,38,39)に接続された端子部をそれぞれ有する第1端子金具20と第2端子金具30とは、インサートとしてハウジング10と一体にインサート成形されている。
[0029]
 図6によく示されているように、第1端子金具20及び第2端子金具30はそれぞれ、図6で見て左右方向に延びる本体部22,32と、本体部22,32に連結され、本体部22,32の中央付近から図6で見て上下方向に延びる枝部24,34とを有する。第1端子金具20及び第2端子金具30は、本体部22,32の両端にハウジング10から露出するそれぞれ一対の端子部26,36を有する。さらに第1端子金具20及び第2端子金具30の枝部24,34それぞれの先端近くには第1突設固定接点28及び第2突設固定接点38がそれぞれ備えられ、枝部24,34の先端と根元との間は第1平坦固定接点29及び第2平坦固定接点39を構成している。
[0030]
 第1突設固定接点28及び第2突設固定接点38は、ハウジング10の凹部12の底壁に沿って対向する位置から上方に向かって突設された形状であり、一対の突設固定接点を構成する。第1平坦固定接点29及び第2平坦固定接点39は、ハウジング10の凹部12の底壁と面一であり、一対の平坦固定接点を構成する。
[0031]
 なお第1端子金具20及び第2端子金具30の枝部は、図6によく示されているように、凹部12の底壁の中心部において、対向する凹凸部が形成されている。このような凹凸部を形成すると、押圧力の増加に応じて、感圧抵抗板40が接触する接触面積の増加割合が段階的になり、変化がわかりやすくなる。
[0032]
 一対の固定接点の上には、略円形板状の感圧抵抗板40が配置されている。感圧抵抗板40には周縁から外側に突き出た一対の舌片42,42が設けられており、舌片42,42の下面がそれぞれ第1突設固定接点28及び第2突設固定接点38の上面に接して支持されて、感圧抵抗板40が第1突設固定接点28と第2突設固定接点38との上に載置されている。感圧抵抗板40のその他の部分の下面とハウジング10の凹部12内の底壁15との間には、適当な大きさの間隔が空けられている。
[0033]
 他の実施の形態においては、感圧抵抗板40の下面は底壁15と接触した状態で配置されている。
[0034]
 第1の実施の形態のように感圧抵抗板40と底壁15との間に間隔を設けると、スイッチの押圧操作時に上方から押される蓋90の変形量(すなわちキートップ92の下方への移動量)が大きくなり、スイッチの操作感を増大させることができる。
[0035]
 感圧抵抗板40は加えられる押圧力の大きさに反比例して、押圧力の印加された部分の電気抵抗率が低下するタイプの感圧抵抗材料製である。
[0036]
 感圧抵抗板40の上には、加わる所定の大きさの押圧力(第1段階の押圧力)に対してクリック感を発生するための第1タクト板50が載置されている。第1タクト板50は、直径が感圧抵抗板40とほぼ同一な円板状の輪郭形状を有しており、ハウジング10の凹部12の開口に向かって凸となるように湾曲したドーム状である。従って感圧抵抗板40と第1タクト板50とは、第1タクト板50の周縁部でのみ接している。
[0037]
 第1タクト板50は薄い金属板製であり、可撓性を有しているので、第1段階の押圧力が加わると反転して中央部が下方に凹んだ形状に変化し、第1段階の押圧力が第1段階の押圧力より小さくなるともとの形状に戻る。この反転の際にクリック感が発生する。第1タクト板50が反転すると、下方に凹んだ中央部が感圧抵抗板40の中央部に接して、感圧抵抗板40の中央部を上方から押圧する。
[0038]
 スペーサ60は、第1タクト板50の中央部の上面に、そのベース62が配置されている。スペーサ60のベース62は円板状であり、ベース62と対向する上面側の位置に凸部64を備えている。凸部64は、ベース62の円板状の周縁近くから上方に突出し、上方に向かうに従って先細りし、上面が平坦に形成されている切頭円錐形状である。
[0039]
 スペーサ60はウレタン製であり、弾性を有している。スペーサ60が弾性を有していると、クリック感が得られてしかも、軟らかい操作タッチを実現できるとともに、高い耐久性が得られる。
[0040]
 板バネ70は、スペーサ60の上方に配置されており、貫通孔72を備えたドーナツ板状であり、180度ずれた位置に一対の舌片74,74を備えている。舌片74,74それぞれの先端近くの部分が、ハウジング10の凹部12の凹陥部14の開口近くに設けられた一対の段部18,18の上面に載せられることにより、板バネ70はハウジング10に対して支持されている。
[0041]
 板バネ70の貫通孔72の輪郭形状は円形であり、スペーサ60の凸部64は、貫通孔72内に位置する平坦な上面部分からベース62に向かって徐々に径寸法が大きくなる切頭円錐形状を呈している。このためスペーサ60の凸部64をスムーズに板バネ70の貫通孔72内で変位させることができる。
[0042]
 貫通孔72は、スペーサ60の凸部64がその中を移動可能に収納する。板バネ70はバネの性質を有するので、上方からの押圧力により貫通孔72が第1タクト板50に近づくように変形することができる。
[0043]
 第2タクト板80は板バネ70の上方に配置されている。第2タクト板80は、ハウジングの凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が凹部12の開口寄りの内周壁面によって径方向への動きが拘束され且つハウジング10の開口に向かって凸となるように湾曲したドーム状である。第2タクト板80は、上方からの押圧力により変形する蓋90と接触して、所定の大きさ以上の押圧力が加わると反転して、板バネ70を変形させるとともに、スペーサ60の凸部64に押圧力を伝達する。
[0044]
 蓋90は可撓性を有する液晶ポリマー等の合成樹脂製であり、ハウジング10の上面全体を覆って凹部12の開口を塞ぐとともに、スペーサ60に対応する中心の位置に、切頭円錐状のキートップ92を一体に備えている。キートップ92を下方に押し下げることにより、多段感圧スイッチを操作することができる。
[0045]
 感圧抵抗板40と凹部12内の底壁15との間の間隔は、第1段階の押圧力が蓋90を介して第2タクト板80に加えられて板バネ70を変形させながら第2タクト板80が反転し、反転した第2タクト板80を介してスペーサ60及び第1タクト板50に第1段階の押圧力が加わった状態で、感圧抵抗板40が一対の固定接点である第1突設固定接点28及び第2突設固定接点38に押し付けられ、第1段階の押圧力よりも大きい第2段階の押圧力が蓋90、第2タクト板80及びスペーサ60を介して第1タクト板50に加えられて第1タクト板50が反転し、反転した第1タクト板50により感圧抵抗板40の中央部が凹部12の底壁15に押しつけられることを可能にするように定められている。
[0046]
 次に第1の実施の形態の多段感圧スイッチの動作作用について説明する。
[0047]
 第1の実施の形態の多段感圧スイッチを操作する際には、蓋90のキートップ92を下方に押し下げていく。押圧力が第1段階の大きさに達すると、第2タクト板80が反転し、第2タクト板80の下面が板バネ70及びスペーサ60の凸部64に接触して、押圧力を伝達する。押圧力はスペーサ60及び第1タクト板50を介して、感圧抵抗板40にまで伝達される。
[0048]
 このときの電気導通状態を図6(a)に示す(第1のスイッチ状態)。感圧抵抗板40には押圧力により電気抵抗率が低下して電気を導通することのできる部分が生じているが、押圧力が加わっているのは開口に向かって凸となるように湾曲したドーム状を未だ維持している第1タクト板50の周縁に接する周縁部分のみである。よって第1突設固定接点28及び第2突設固定接点38の間が閉じてオンになる。説明のために抵抗値が低下した部分を図6(a)に斜線パターンで示す。
[0049]
 この状態では、多段感圧スイッチはオンになるものの、第1突設固定接点28と第2突設固定接点38とは距離も遠く、感圧抵抗板40の周縁のみの電気抵抗率が低下しているだけなので、流れる電流は小さく限定されている。このときの多段感圧スイッチの電気抵抗は、例えば20kΩである。
[0050]
 キートップ92をさらに押し下げるためには、板バネ70の反発力に抗さなければならず、徐々に強い力が必要になってくる。押圧力が第2段階の大きさに達すると、第1タクト板50が反転する。このとき2度目のクリック感を発生する。反転した第1タクト板50の下方に向かって湾曲した中心部は、感圧抵抗板40の中心部を押して、ハウジング10の凹部12の底壁15に感圧抵抗板40の下面を押し付ける。
[0051]
 この状態を図6(b)に示す(第2のスイッチ状態)。感圧抵抗板40の中心部が押圧されて、電気抵抗率が低下し、斜線パターンで示した部分の抵抗値が低下して変化している。従ってその下の第1平坦固定接点29と第2平坦固定接点39との間が閉じる。第1平坦固定接点29と第2平坦固定接点39とは距離が短いので、図6(a)の状態よりも大きい電流が流れる。このときの多段感圧スイッチの合計電気抵抗は、例えば5kΩである。
[0052]
 さらにキートップ92を押し下げていくと、キートップ92を押し下げる押圧力がほぼそのまま感圧抵抗板40に加えられるようになる。すなわちキートップ92-第2タクト板80-スペーサ60-第1タクト板50の各下面と上面同士が全て密着した状態となって、ほとんど直接、第3段階の押圧力で感圧抵抗板40を押すことができる。この状態ではクリック感は伴わない。
[0053]
 この状態を図6(c)に示す(第3のスイッチ状態)。感圧抵抗板40の中心部の電気抵抗が低下した部分はより大きくなり、図6(b)よりもさらに多くの電流が流れる。
[0054]
 図5の回路図は第1の実施の形態の多段感圧スイッチの機能を表し、オン-オフのスイッチングのみならず、可変抵抗により流れる電流の大きさを制御することができる。
[0055]
 以上のように第1の実施の形態の多段感圧スイッチによると、クリック感発生構造を上記のように構成することにより、感圧抵抗板40を用いる場合でも2段階のクリック感を生じさせることが可能である。特に、板バネ70を設けたことにより、第2タクト板80が反転した後に、さらに押圧力を加えることにより、第1タクト板50が反転するように構成することができる。
[0056]
 《第2の実施の形態》
 図7乃至図13に、本発明に係る多段感圧スイッチの第2の実施の形態を示す。各図において、第1の実施の形態と同様の機能を有する部材には、同じ符号を付して示し、詳細な説明を省略する。第2の実施の形態の多段感圧スイッチは、2回路のスイッチを構成する点で第1の実施の形態とは大きく異なっている。
[0057]
 ハウジング110は第1~4端子金具120,130,150及び160がインサートとしてインサート成形されている。第1端子金具120及び第2端子金具130は、それぞれ一端と他端にハウジング110から露出する端子部126,136を有する本体部122,132と、本体部122,132に連結されて第1突設固定接点128及び第2突設固定接点138を備えた枝部124,134とからなる。各突設固定接点はそれぞれ、ハウジング110の凹部112の底壁115に沿った対向する位置から上方に向かって突設した形状である。
[0058]
 第3端子金具150及び第4端子金具160は、それぞれ一端と他端にハウジング110から露出する端子部156,166を有する本体部152,162と、本体部152,162に連結されて第3平坦固定接点158及び第4平坦固定接点168を備えた枝部154,164とからなる。各平坦固定接点158,168はそれぞれ、ハウジング110の凹部112の底壁115と面一に底壁115上に露出している。第3平坦固定接158点と第4平坦固定接点168は、底壁の中央部において面方向に対向する凹凸部をそれぞれ備えている。
[0059]
 第1突設固定接点128と第2突設固定接点138との上には感圧抵抗板140が載置される。図13に示すように、感圧抵抗板140を構成する物質は一様ではなく、舌片142,142及び周縁近くは、押圧により電気抵抗が小さくなる感圧抵抗材料製の第1抵抗体パターン144が構成され、その内側には電気絶縁材料製のドーナツ状の絶縁パターン146が配置され、そのさらに内側の中心部近くは感圧抵抗材料製の円形の第2抵抗体パターン148が構成されている。
[0060]
 このような抵抗体パターンが形成されていることにより、第1突設固定接点128と第2突設固定接点138とは第1抵抗体パターン144により導通され、第3平坦固定接点158と第4平坦固定接点168とは第2抵抗体パターン148により導通されるが、各突設固定接点128,138と各平坦固定接点158,168との間は、絶縁パターン146により相互に絶縁され、電気的に導通することはない。
[0061]
 感圧抵抗板140の上には第1タクト板50が載置され、その上にはスペーサ60が固定され、その上方には2枚の全く同一の板バネ170,170が配置され、ハウジング110に対して支持されている。第1の実施の形態における板バネ70に比して、より薄い金属板製の2枚またはそれ以上の板バネ170により板バネ部材を形成することにより、金属板の枚数を調整して必要な押圧力を簡単に調整することができる。
[0062]
 板バネ170,170の上方に第2タクト板80が配置され、蓋90に備えたキートップ92を押し下げることにより第2タクト板80の中心部を押すことができる。
[0063]
 次に、第2の実施の形態の多段感圧スイッチの作用について説明する。
[0064]
 第2タクト板80に加わる押圧力が第1段階の大きさに達すると、第2タクト板80が反転して第1のクリック感を発生し、スペーサ60及び第1タクト板50を介して力が加わり、感圧抵抗板140の第1抵抗体パターン144の電気抵抗が低下する。これにより第1突設固定接点128と第2突設固定接点138間が閉じて導通し、端子部156と端子部136との間がオンになる。この状態を図12(a)に示す(第1のスイッチ状態)。
[0065]
 キートップ92をさらに押し下げ、押圧力が第2段階の大きさに達すると、第1タクト板50が反転し、2度目のクリック感を発生する。反転した第1タクト板50が感圧抵抗板140の第2抵抗体パターン148を押圧して電気抵抗が低下し、第3平坦固定接点158と第4平坦固定接点168との間が導通し、端子部126と端子部166との間が導通状態になる。この状態を図12(b)に示す(第2のスイッチ状態)。
[0066]
 さらにキートップ92を押し下げると、クリック感は伴わないが、第2の段階の大きさを超える第3の段階の押圧力が感圧抵抗板140の第2抵抗体パターン148に加わり、第3平坦固定接点158と第4平坦固定接点168との間をより大きい電流が流れるようになる。この状態を図12(c)に示す(第3のスイッチ状態)。
[0067]
 図11の回路図は第2の実施の形態の多段感圧スイッチの機能を表す。すなわち第2の実施の形態の多段感圧スイッチは、第1突設固定接点128と第2突設固定接点138間を閉じつつ、第3平坦固定接点158と第4平坦固定接点168との間を閉じ、さらに抵抗を変化させて電流の大きさを制御することができる。
[0068]
 以上のように第2の実施の形態の多段感圧スイッチによると、感圧抵抗板140に第1抵抗体パターン144及び第2抵抗体パターン148を設けることにより、2組の端子部間でクリック感を伴うスイッチングを行うことができ、且つ一方の端子部間では抵抗を調節して電流を制御することが可能である。
[0069]
 第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、感圧抵抗板とハウジングの凹部の底壁との間に間隔をあけてあるが、このような間隔をあけてなくてもよいのは勿論である。

産業上の利用可能性

[0070]
 以上のように本発明に係る多段感圧スイッチによると、感圧抵抗板を用いて2段階のクリック感を生じさせることができる。

符号の説明

[0071]
 10 ハウジング
 12 凹部
 28 第1突設固定接点
 29 第1平坦固定接点
 38 第2突設固定接点
 39 第2平坦固定接点
 40 感圧抵抗板
 50 第1タクト板
 60 スペーサ
 70 板バネ
 80 第2タクト板
 90 蓋
 92 キートップ

請求の範囲

[請求項1]
 凹部を有する絶縁材料からなるハウジングと、
 前記ハウジングの前記凹部内の底壁に固定された少なくとも一対の固定接点と、
 前記一対の固定接点の上に配置された感圧抵抗板と、
 前記感圧抵抗板の上に配置され、所定の押圧力に対してクリック感を発生するクリック感発生構造と、
 前記クリック感発生構造の上に配置されて前記凹部の開口部を塞ぐ可撓性を有する蓋部材を備え、
 前記クリック感発生構造が、
 前記感圧抵抗板の上に配置され且つ前記ハウジングの前記開口部に向かって凸となるように湾曲した第1のタクト板と、
 前記第1のタクト板の中央部の上に底部が固定され且つ前記底部と対向する位置に凸部を備えたスペーサと、
 前記スペーサの前記凸部が移動可能に収納される貫通孔を備え、前記スペーサの上部に配置され且つ前記ハウジングの前記凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が支持されて、前記押圧力により前記貫通孔が前記第1のタクト板に近づくように変形する板バネ部材と、
 前記板バネ部材の上に配置され、前記ハウジングの前記凹部の前記内壁部に外周部の少なくとも一部が拘束され且つ前記ハウジングの前記開口部に向かって凸となるように湾曲し、前記押圧力により変形する前記蓋部材と接触して変形して前記板バネ部材を変形させるとともに前記スペーサの前記凸部に前記押圧力を伝達する第2のタクト板とを備えていることを特徴とする多段感圧スイッチ。
[請求項2]
 前記感圧抵抗板は前記底壁との間に間隔をあけた状態で配置されている請求項1に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項3]
 両端に前記ハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第1の固定接点を備えた枝部を有する第1の端子金具と、
 両端に前記ハウジングから露出する一対の端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第2の固定接点を備えた枝部を有する第2の端子金具とがインサートとして前記ハウジングがインサート成形されており、
 前記第1の固定接点と前記第2の固定接点とが、前記ハウジングの前記底壁に沿って対向する位置に配置されて、前記一対の固定接点を構成している請求項1に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項4]
 前記第1の端子金具の前記枝部と前記第2の端子金具の前記枝部には、前記底壁の中央部において露出して前記底壁の面方向で対向する別の一対の固定接点が形成されている請求項2に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項5]
 前記別の一対の固定接点は、前記面方向に対向する凹凸部をそれぞれ備えている請求項4に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項6]
 前記感圧抵抗板と前記凹部内の前記底壁との間の間隔は、第1段階の押圧力が前記蓋部材を介して前記クリック感発生構造に加えられて前記板バネ部材を変形させながら前記第2のタクト板が反転し、反転した前記第2のタクト板を介して前記スペーサ及び前記第1のタクト板に前記第1段階の押圧力が加わった状態で、前記感圧抵抗板が前記一対の固定接点に押し付けられ、前記第1の押圧力よりも大きい第2段階の押圧力が前記蓋部材、前記第2のタクト板及び前記スペーサを介して前記第1のタクト板に加えられて前記第1のタクト板が反転し、反転した前記第1のタクト板により前記感圧抵抗板の中央部が前記凹部の前記底壁に押しつけられることを可能にするように定められている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項7]
 凹部を有する絶縁材料からなるハウジングと、
 前記ハウジングの前記凹部内の底壁に間隔をあけて固定された第1の一対の固定接点と、
 前記第1の一対の固定接点の間に位置して前記ハウジングの前記凹部内の底壁の中央部に間隔をあけて固定された第2の一対の固定接点と、
 前記第1の一対の固定接点と接触する第1の抵抗体パターンと前記第2の一対の固定接点と対向する第2の抵抗体パターンを有して、前記底壁との間に間隔をあけた状態で配置された感圧抵抗板と、
 前記感圧抵抗板の上に配置され、所定の押圧力に対してクリック感を発生するクリック感発生構造と、
 前記クリック感発生構造の上に配置されて前記凹部の開口部を塞ぐ可撓性を有する蓋部材を備え、
 前記クリック感発生構造が、
 前記感圧抵抗板の上に配置され且つ前記ハウジングの前記開口部に向かって凸となるように湾曲した第1のタクト板と、
 前記第1のタクト板の中央部の上に底部が固定され且つ前記底部と対向する位置に凸部を備えたスペーサと、
 前記スペーサの前記凸部が移動可能に収納される貫通孔を備え、前記スペーサの上部に配置され且つ前記ハウジングの前記凹部の内壁部に外周部の少なくとも一部が支持されて、前記押圧力により前記貫通孔が前記第1のタクト板に近づくように変形する板バネ部材と、
 前記板バネ部材の上に配置され、前記ハウジングの前記凹部の前記内壁部に外周部の少なくとも一部が拘束され且つ前記ハウジングの前記開口部に向かって凸となるように湾曲し、前記押圧力により変形する前記蓋部材と接触して変形して前記板バネ部材を変形させるとともに前記スペーサの前記凸部に前記押圧力を伝達する第2のタクト板とを備えており、
 前記感圧抵抗板と前記凹部内の前記底壁との間の間隔は、第1段階の押圧力が前記蓋部材を介して前記クリック感発生構造に加えられて前記板バネ部材を変形させながら前記第2のタクト板が反転し、反転した前記第2のタクト板を介して前記スペーサ及び前記第1のタクト板に前記第1段階の押圧力が加わった状態で、前記感圧抵抗板の前記第1の抵抗体パターンが前記一対の固定接点に押し付けられ、前記第1の押圧力よりも大きい第2段階の押圧力が前記蓋部材、前記第2のタクト板及び前記スペーサを介して前記第1のタクト板に加えられて前記第1のタクト板が反転し、反転した前記第1のタクト板により前記感圧抵抗板の前記第2の抵抗体パターンが前記第2の一対の固定接点に押し付けられるように定められている多段感圧スイッチ。
[請求項8]
 前記クリック感発生構造は、前記第2の押圧力よりも大きい第3の押圧力が前記蓋部材、前記第2のタクト板及び前記スペーサを介して前記第1のタクト板に加えられることを許容するように構成されている請求項6または7に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項9]
 前記蓋部材は、前記スペーサと対応する位置に外側に向かって突出するキートップを一体に備えている請求項1または7に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項10]
 前記スペーサは、弾性を有している請求項1または7に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項11]
 前記スペーサは、ウレタンにより形成されている請求項10に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項12]
 前記板バネ部材の前記貫通孔の輪郭形状は円形を有しており、
 前記スペーサの前記凸部は、前記貫通孔内に位置する部分から徐々に径寸法が大きくなる切頭円錐形を呈している請求項1,7または11に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項13]
 前記板バネ部材は、1枚以上の金属板により形成されている請求項1または7に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項14]
 一端に前記ハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第1の固定接点を備えた枝部を有する第1の端子金具と、
 一端に前記ハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第2の固定接点を備えた枝部を有する第2の端子金具と、
 一端に前記ハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第3の固定接点を備えた枝部を有する第3の端子金具と、
 一端に前記ハウジングから露出する端子部を有する本体部と、該本体部に連結されて第4の固定接点を備えた枝部を有する第4の端子金具とがインサートとして前記ハウジングがインサート成形されており、
 前記第1の固定接点と前記第2の固定接点とが、前記ハウジングの前記底壁に沿って対向する位置に配置されて、前記第1の一対の固定接点を構成しており、
 前記第3の固定接点と前記第4の固定接点とは、前記第2の抵抗体パターンと接触する前記第2の一対の固定接点を構成している請求項7に記載の多段感圧スイッチ。
[請求項15]
 前記第3の固定接点と前記第4の固定接点は、前記底壁の中央部において前記底壁の面方向に対向する凹凸部をそれぞれ備えている請求項14に記載の多段感圧スイッチ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]