JP2005122929A - 電子機器のスイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の筐体パネルに設けられた操作桿で回路基板のスイッチを押す、簡単な構造で破損のおそれが小さいスイッチ構造を提案する。
【解決手段】パネル１と一体に形成され、パネル１と連結した片持ち回動片１２に突設された操作桿１１と、この操作桿１１の先端によって押圧されるスイッチ２０が回路基板９に配設されるスイッチ構造で、この操作桿１１の先端に弾性体１６を設けたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器の筐体パネルと一体に形成された操作桿により押圧されるスイッチが回路基板に配設される、電子機器のスイッチ構造に関する。

従来の電子機器のスイッチ構造としては特許文献１に開示されている押しボタン構造がある。この押しボタン構造は、合成樹脂のケースの上面側にさらに合成樹脂のパネルを設ける。このパネルに上下方向に撓み変形可能なばね部を一体に設け、このばね部を介してスイッチ押圧部を設け、このスイッチ押圧部の下方にタクティールスイッチを設けたものである。

そして、パネルの下面側となるケースに、タクティールスイッチへの押圧力が一定以上にならないようにスイッチ押圧部の下方への変位を規制するストッパ部と、スイッチ押圧部の下方への変位に際してスイッチ押圧部の下端の水平方向の変位を規制するガイド部を設けたものである。

このため、強くスイッチ押圧部を押しても、ストローク量が規制されてタクティールスイッチへの押圧力が制限されて破損させるおそれが低減され、スイッチ押圧部のぶれを規制するガイド部によってタクティールスイッチへの空振りがないようにしたものである。
特開２００１−６４８４号公報（第２頁、図１）

しかしながら、特許文献１では、スイッチ押圧部のストッパ部やぶれを規制するガイド部をケースに設け、スイッチ押圧部はケースの上面側に配設されるパネルに設けられているため、タクティールスイッチへのダメージは低減されるものの構造が複雑となる。
すなわち、ガイド部が、ケースの孔の周囲下面に一体に形成され、配線基板の上面に当接された立設部の内側に、突設するように設けられる構造である。このため、ケースの成形金型に入れ子構造のものを用いる必要があり構造が複雑となる。また、ケースの上面側にさらにスイッチ押圧部が一体に成形されたパネルを設けて２重構造とし、それぞれが樹脂成形で製作されるため、ケースとパネルの金型が別々に必要となる。このため、コスト的に不利になるとともに組立工数が多くなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑み、簡単な構造で、破損のおそれが小さいスイッチ構造を提案することを目的とする。

本発明の電子機器のスイッチ構造は、電子機器の筐体パネルと一体に形成され、その筐体パネルと連結した片持ち回動片に突設して操作桿を設け、その操作桿により押圧される操作子をもつスイッチが回路基板に配設される電子機器のスイッチ構造であって、この操作桿の先端に弾性体を設けたものである。

このように構成した本発明の電子機器のスイッチ構造によれば、先端に弾性体が設けられた操作桿が押圧されると、操作桿は回路基板上のスイッチの操作子を押しスイッチを作動させるものとなる。そして、操作桿の先端の弾性体がスイッチの操作子と面接触して変形し、押圧力を緩和するのでスイッチの破損のおそれを小さくできる。また、筐体パネルと一体に裏面に突設されるように操作桿を設ける構造とできるので、ケースとパネルの２重構造を必要とせずガイド部を設ける必要がなくなるので、使用する金型が１組となり、また操作桿に弾性体を設けるだけなので簡単な構造で破損のおそれが小さいスイッチ構造を実現できる。

本発明の電子機器のスイッチ構造によれば、操作桿がパネルと一体に形成されるので1組の金型で済むため金型コストと組み立て工数が抑制され、また、この操作桿の先端に設けた弾性体を介してスイッチの操作子が押圧されることにより、回路基板上のスイッチがオーバーストロークの押圧を受けてもこのスイッチやスイッチ固定部への押圧力が緩和されるため、ダメージが低減され、破損のおそれが小さいものとできる。

以下、図１〜６を参照して本発明電子機器のスイッチ構造を実施するための最良の形態の例を説明する。

図３は、電子機器の一例であるテレビ受像機の正面図を示し、１は筐体前面パネル（以下、パネルという。）、２はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、３は化粧板、１０は操作釦、１７は電源ランプ、１８は電源スイッチ釦である。
化粧板３には、スピーカーの音声用の略格子状の多数の小径孔３ａ、電源ランプ１７を配する丸孔３ｃ、電源スイッチ釦１８を貫通する略四角孔３ｄ、４つの操作釦１０を貫通する略四角孔３ｂが設けられる。

図４は、図３のテレビ受像機のパネル１を示し、化粧板３を外した状態を示すものである。
パネル１は、射出成形法を用いてポリスチレンなどの樹脂を金型に注入・冷却して形成される。そして、パネル１に、ＣＲＴ２の表示面を露呈させる略四角形の窓、スピーカーや電源ランプや電源スイッチ釦を取付けるための開口、操作釦１０を構成する片持ち回動片１２などが一体に形成される。

片持ち回動片１２は、図４，図５に示すように、パネル１に連結して４つ設けられ、この上に操作釦１０が形成される。ここで、図５は、図３に示されるテレビ受像機において最も左の操作釦１０の略中心を通る、断面Ａ−Ａの横断面図である。
図５において、片持ち回動片１２の左側（正面）に操作釦１０を設け、操作釦１０の右側（背面）の裏面に操作桿１１が植立され、これらがパネル１と一体に成形される。
以下では、図５及び図５の要部拡大図の図１を参照して説明する。なお、図１で、図１Ａは正面図、図１Ｂは側断面図、図１Ｃはパネル１の背面からの斜視図である。

片持ち回動片１２は、図１Ｂに示すように、パネル１から延設され、パネル１の板厚より薄く成形される。パネル１とこれより薄肉の片持ち回動片１２の連結部１２ａにおいて、この連結部１２ａの弾性力に抗して操作釦１０の裏面に植立された操作桿１１が所定のストロークを移動できるようになされる。
そして、片持ち回動片１２は、操作釦１０を略水平方向に押圧するとこの連結部１２ａを支点として略回動し、押圧を解除するとほぼ元の位置に戻るような板厚に形成される。

操作釦１０は、図４，図１Ａに示すように、化粧板３に設けられる略四角孔３ｂより小さい略四角形の凸部となるように片持ち回動片１２の略中央を膨らませた形状のものである。そして、パネル１に化粧板３が設けられたとき頭頂部が、化粧板３の略四角孔３ｂから突設されるような高さに形成される。

操作桿１１は、図２に示すように、操作釦１０の裏面の略四角形の凹部と片持ち回動片１２の裏面下部から、十字状のリブとその斜め下に２つの補助リブを、先に向ってやや細くなるように設けたものである。そして、図２に示すように、十字状リブと補助リブの先端でリブの高さを小さくして段差を設ける。
また、この十字状リブのうちの下リブは、図１Ｂ，図２に示すように、リブの途中から下方へ片持ち回動片１２の下端近くまで延設され、これによりストッパーリブ１５が形成される。
図２に示す操作桿１１の先端に、図１Ｂ及びＣに示すように、この先端に弾性体１６を冠着して設ける。

弾性体１６は、高強度で耐磨耗性と弾性を有するポリウレタンなどのエラストマー素材（高弾性の高分子材料）で、図２に示すように、略円柱の中に、操作桿１１の先端の段差と嵌めあうような溝を設け、操作桿１１の先端に所定厚の弾性部をもつような長さに形成される。
この弾性体１６が接着剤などで操作桿１１に固定される。
そして、弾性体１６を冠着された操作桿１１は、図１Ｂ及びＣに示すように、先端の弾性体１６が、スイッチ２０の操作子２０ａと対向するようになされる。

このスイッチ２０は、タクティールスイッチであり、操作子２０ａを所定量押圧することにより内部のクリックばねが瞬時に変形反転して接点が作動するとともに、このときクリック感を操作者の指に与える構造のものである。
そして、このスイッチ２０の接続ピンが回路基板９の図示しないスルーホールに挿入され、はんだなどで電気的に接続される。このような、弾性体１６が冠着された操作桿１１とスイッチ２０が、図１Ｂに示すように、所定の間隙をもつような配置とされて、本例のスイッチ構造が構成される。

以下、このようなスイッチ構造における押圧のストロークと弾性体１６について図１Ｂに示す符号を用いて説明する。

図１Ｂにおいて、ストッパーリブ１５と回路基板９の端面９ａとの間隙寸法をＸ、弾性体１６とスイッチ２０の操作子２０ａとの間隙寸法をＹ、スイッチ２０の接点が作動するまでの作動ストローク量をＺとする。ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚは、組み込み後の実際の寸法とする。そして、評価量としてδを採用し、δ＝Ｘ−（Ｙ＋Ｚ）とする。
こうすると、操作桿１１が押圧されてスイッチ２０の接点が作動し、同時にストッパーリブ１５が回路基板９の端面９ａに当接するのは、Ｘ＝Ｙ＋Ｚとなるときであり、δ＝０である。
このとき、操作子２０ａへのオーバーストローク（過押圧）がなく、スイッチ２０への過荷重もないものとなる。

ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚは、組み込み後の寸法であり、実際には、スイッチ２０の回路基板９での搭載位置や回路基板９自体のパネル１への取付け位置のばらつき、スイッチ２の作動ストロークのばらつきなどがあるため、寸法調整などの手直しをせずに、組み立て後にδ＝０となるような理想的な状態を実現することは難しい。
このため、本例においては、手直しなどの余分な作業を発生させずに確実にスイッチ２０を作動させるために、マージンを加味しδ＞０となるようにしている。

このδ＞０となる領域のδは、スイッチ２０の押圧において、スイッチ２０の接点が作動開始した位置よりも余分に押し込んだオーバーストロークの領域であり、本例のスイッチ構造では、スイッチ２０の操作子２０ａに横方向から余分に押圧力を加えることになる。このため、製品に実装された部品の寸法ばらつきによっては、スイッチ２０、スイッチ２０と回路基板の接続ピン、接続はんだに負荷がかかる場合が生じる。

本例のスイッチの構造では、操作釦１０を押すことで、操作桿１１の先端の弾性体１６がスイッチ２０の操作子２０ａを押す。そして、押圧の力がスイッチ２０のクリックばねと弾性体１６の弾性変形による付勢力よりも僅かに大きいとき、操作子２０ａは押込まれて図１Ｂにおける右方向に移動し、スイッチ２０の接点を動作させる。
さらに押し込まれたオーバーストロークの範囲においては、ストッパーリブ１５が回路基板９の端面９ａに当接するまでは、弾性体１６の弾性とクリックばねの付勢力により押圧の力が緩和され、当接してからは余分な荷重は回路基板９の端面９ａで受けることになるので、スイッチ２０やスイッチ２０の回路基板９とのはんだ接続部に過荷重を与えないものとできる

また、本例のスイッチ構造では、先端に弾性体１６を設けた操作桿１１による押圧では、弾性体１６を介して面接触による操作子２０ａの押圧となり片当たりが改善されるため、操作桿１１の押圧方向が操作子２０ａの動作方向に修正される。そして、操作子２０ａの面を傾けることなく操作子２０ａの動作方向の押圧力をスイッチ２０のクリックばねに与えるものとなる。
このため、スイッチ２０内のクリックばねが傾けられながら徐々に変形されることでクリック感を与えずにスイッチ２０が作動する、ということがなくなり、スイッチ２０内のクリックばねが瞬時に反転するものとできるため、明確なクリック感を操作者の指に感じさせることができる。

また、本例のスイッチ構造を設けるパネル１の金型は、図４に示すパネル１の前後に大きく２分割された構造のものとされ、図４の紙面の前後方向に金型が解放されて成形品が取り出される。
そして、この金型は、入れ子のない構造とし、図５に示す片持ち回動片１２に設けられる操作釦１０や操作桿１１のように、パネル１に設けられる突起部品は、概ね金型の抜き方向に立設され、金型からの外すとき引っかからないように突起部分の先端に向ってすぼまるように形成される。
また、この金型での成形では、パネル１の図４の裏面方向に立設されるほかの突起部分、例えば図示しないＣＲＴ２を固定するためのステイや薄板構造であるパネル１の剛性を確保するための補強リブなども、操作桿１１などと同様に一体に形成される。
これにより、パネル1上の必要な突起部分が１組の金型で一体に形成することができ、成形コストが抑制できる。

なお、本例の片持ち回動片１２は、この片持ち回動片１２の板厚を厚くして剛性を増し、パネル１とこの片持ち回動片１２の連接部に横溝を設けて所望の弾性をもたせるようにしてもよい。また、弾性体１６を操作桿１１の先端に、接着ではなく一体成形して設けてもよい。
片持ち回動片１２、弾性体１６を、このような形状としても上述例と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

また、本発明は、上述例に限ることなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。

本発明のスイッチ構造の説明に供する図５の要部拡大図であり、Ａは正面図、Ｂは横断面図、Ｃは斜視図である。 本発明のスイッチ構造の操作桿の分解斜視図である。 テレビ受像機の正面図である。 図３の筐体前面パネルで化粧板を外した正面図である。 図３の筐体前面パネルの横断面図である。

符号の説明

１・・・・パネル、２・・・・ＣＲＴ、３・・・・化粧板、９・・・・回路基板、１０・・・・操作釦、１１・・・・操作桿、１２・・・・片持ち回動片、１２ａ・・・・連結部、１５・・・・ストッパーリブ、１６・・・・弾性体、２０・・・・スイッチ、２０ａ・・・・操作子、Ｘ・・・・ストッパーリブと回路基板の間隙寸法、Ｙ・・・キャップとスイッチの操作子の間隙寸法、Ｚ・・・・スイッチの接点が作動するまでの操作子移動量（作動ストローク量）、δ・・・・評価量

Claims (3)

1. 電子機器の筐体パネルと一体に形成され、該筐体パネルと連結した片持ち回動片に突設して操作桿を設け、
   該操作桿により押圧される操作子をもつスイッチが回路基板に配設される電子機器のスイッチ構造であって、 前記操作桿の先端に弾性体を設けた
   ことを特徴とする電子機器のスイッチ構造。
2. 請求項１記載の電子機器のスイッチ構造において、
   前記筐体パネルより前記片持ち回動片を薄く形成し、前記筐体パネルと前記片持ち回動片の連結部の弾性力に抗して前記操作桿が所定ストロークを移動できるようにした
   ことを特徴とする電子機器のスイッチ構造。
3. 請求項１又は２記載の電子機器のスイッチ構造において、
   前記スイッチが、タクティールスイッチである
   ことを特徴とする電子機器のスイッチ構造。

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