JP2005158569A - スイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機やノートパソコンなどの電子機器に使用されるスイッチ構造であって、フレキシブル基板およびコネクタを必要としない、着脱が容易なスイッチモジュールを備えた、防水性、防塵性の高いスイッチ構造
【解決手段】入力スイッチ操作部のみを別体としてスイッチモジュールを形成し、端末本体に着脱可能に装着できるスイッチ構造であり、入力操作キーの傾動および／または押圧動作等に伴って移動が可能な入力操作キーの下面に磁石が取り付けられ、前記入力操作キーの配置に対応する端末本体の位置に、前記磁石の移動を検出する磁気センサが設けられてなるスイッチ構造
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話機やノートパソコンなどの電子機器に使用される、着脱可能なスイッチモジュールを備えたスイッチ構造に関する。

従来、携帯電話機などの電子機器に用いられる入力スイッチは、押釦部に文字等の意匠を有したキーパッドが接点基板上に設置され、押釦部に該当する位置が開口した筐体によって上から覆われ、固定されている。キーパッドはシリコーンゴム等からなるシートが押釦部の下側周囲に設けられ、筐体と基板に挟まれることによって、接点基板上に水や異物の浸入を防ぐ構造となっている。

しかし前記構造であると、キーパッドの意匠を変更したい場合、筐体を分解し、キーパッドを取り替える必要があり、キーパッドの着脱作業が必要だった。そのため、筐体内の接点電極上に水分や異物が侵入する危険があり、交換作業をすること自体が好ましくなかった。

そのため近年、入力スイッチ部を電子機器の端末装置と別体としたスイッチ構造が開発されている（特許文献１参照）。これは、操作機能や制御回路を備えた入力スイッチ部を、端末装置に設けた凹部に、着脱可能に嵌合し、フレキシブル基板等によって、端末装置の凹部内にある接点基板電極と電気接続する。
特開平１１−４１３３４

特許文献１に記載されたＫＥＹモジュール構造は、操作機能や制御回路を有する入力スイッチ部全体を独立させ、フレキシブル基板等によって、端末装置の凹部内にあるコネクタに差し込む構造であるため、着脱が容易ではない。また、フレキシブル基板のケーブルを収納するスペースを考慮した端末装置内の部品配置を設計する必要がある。さらに、端末装置の凹部内のコネクタの接触面やその周囲部分を防水構造にすることが困難であり、水の浸入による電気的不具合が発生するおそれがあった。

上記課題を解決するために、本発明はフレキシブル基板およびコネクタを必要としない、着脱が容易であり、防水性、防塵性の高いスイッチ構造を提供するものである。
すなわち本発明は、入力スイッチ操作部のみを別体としてスイッチモジュールを形成し、接点基板などの制御回路は端末装置内に残したままの構成とした、端末本体に着脱可能に装着できるスイッチ構造である。入力操作キーの傾動および／または押圧動作等に伴って移動が可能な入力操作キーの下面に磁石が取り付けられていて、前記入力操作キーの配置に対応する端末本体の位置に、前記磁石の移動を検出する磁気センサが設けられているスイッチ構造である。

本発明のスイッチ構造は、入力操作を磁気センサによって感知するため、スイッチモジュールと端末本体とを電気的に接続させる必要がない。そのため、着脱する際に、端末本体を分解したり、ケーブルをコネクタに接続したりする作業が不要である。
そのため、専門知識を有しない一般の使用者が、意匠の異なるスイッチモジュールに付け替えることができる。また着脱の際に、端末本体内の接点基板が外部に露出せず、防水性、防塵性の高いスイッチ構造とすることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜３は本発明を適用した一実施形態を示している。
図１は、電子機器の端末本体１の前面に装着する形状のスイッチモジュール２が配置される。このとき、スイッチモジュールの着脱が容易にできる構造となることが好ましく、図によれば、スイッチモジュールの下面の両側に設置された凸溝１０を、端末本体の両側に設置された凹溝８に沿ってスライド移動させ、スイッチモジュールに形成された挿入爪９を端末本体に形成された挿入孔（点線にて示す）に圧入した取り付け構造とすることで、がたつきが無く、脱落が起きない構成としてある。

スイッチモジュールの断面図を図２に示す。スイッチモジュール内には、入力操作キー４が配置されている。入力操作キー４は、下面に磁石５が組み込まれた押釦部１２と、押釦部１２から伸びる弾性支持部１１を有し、スイッチモジュール底面１３から離れた位置に磁石５が弾性支持されている。このため磁石５は押釦部１２の押圧操作により、スイッチモジュールの底面１３に近づいたり離れたりする。

弾性支持部１１は、常温で弾性を有する材料であれば良く、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、それらの中でもシリコーンゴムまたは熱可塑性エラストマーが好ましい。シリコーンゴムの場合は、耐久性が高まるだけでなく、押釦部１２の押圧操作に良好なクリック感を付与することができる。

低ストロークで、よりシャープなクリック感を得たい場合には、押釦部１２とスイッチモジュール底面１３の間にメタルドームやポリエステルドームを介在させ、さらに押釦部１２の下方に押し子を設置する。弾性支持部１１と押釦部１２はゴム状弾性体から一体に形成することができるが、さらにポリカーボネート樹脂等の硬質樹脂からなるキートップを押釦部１２の上面に接着固定することもできる。

磁石５は、Ｎ極、Ｓ極が任意の方向に着磁され、押釦部１２の裏面に固定される。磁石材料については、フェライト系、サマリウム−コバルト系、ネオジム系など様々な磁石が適用可能であり、磁気センサ側から検出可能となるために必要な磁束密度が得られるように、適宜に選択することが好ましい。

図３は、端末本体に設置される際のスイッチ構造の断面図である。スイッチモジュールは、筐体３と入力操作キー４からなり、入力操作キーの各キー上面には、印刷や塗装によって機能の表示やデザインが施されている。各入力操作キーの裏面には磁石５が配置され、端末本体１には各入力操作キーに整合して磁気センサ６が設置される。磁気センサとしては、ホール素子、磁気抵抗効果素子などの磁気センサが適用できる。

入力操作キーの傾動および／または押圧動作等に伴って移動する磁石５は、磁界の変化を発生させ、それによって、磁気センサが出力電圧を変化させる。すなわち、入力操作が行われると、磁気センサの出力電圧が変化し、アナログ動作信号やＯＮ／ＯＦＦ動作の信号となる。

このように、スイッチモジュールと端末本体を電気的に接続する必要がないため、端末本体は密閉構造とすることができ、スイッチモジュールが取り外された際や実使用時に、端末本体内部への異物や水の浸入を防ぐことができる。

図４に他の実施形態の断面図を示す。スイッチモジュールは、端末本体１の上面の凹部に装着されている。このスイッチモジュールは、図２と同様に筐体３、入力操作キー４、磁石５から構成されている。磁石にはネオジム磁石を用いた。入力操作キー４の磁石５の位置と整合するように皿バネ７が設置固定されている。この皿バネはクリック感を付与するためのものであり、上記実施形態と同様、スイッチモジュールと端末本体は電気的に接続していない。磁気センサにはホール素子を用い、入力操作による磁界の変化によって、ホール素子の出力電圧が変化し、入力操作の有無を確認できた。

本発明のスイッチ構造の一例を示す斜視図 本発明のスイッチ構造の一例を示す断面図 本発明のスイッチ構造の一例を示す断面図 本発明のスイッチ構造の一例を示す断面図

符号の説明

１ 端末本体
２ スイッチモジュール
３ 筐体
４ 入力操作キー
５ 磁石
６ 磁気センサ
７ 皿バネ
８ 凹溝
９ 挿入爪
１０ 凸溝
１１ 弾性支持部
１２ 押釦部
１３ スイッチモジュール底面

Claims (2)

1. 入力操作キーの操作に伴って移動する磁石が設けられたスイッチモジュールが、端末本体に着脱可能に装着でき、
   前記入力操作キーの配置に対応する端末本体の位置に、前記磁石の移動を検出する磁気センサが設けられていることを特徴とするスイッチ構造。
2. 磁石が、入力操作キーの押釦部の下面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ構造

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