JP2007165053A - プッシュボタン構造及びこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】組立時にカバーの開口中心とボタン部の中心とを簡単に位置決めすることができ、ボタン部の動作不良や外観の品位低下などを引き起こすことが無く、ボタン部の周囲形状を大きくしないで静電気サージ試験におけるカバー内の電気部品の故障を回避できるプッシュボタン構造を提供する。
【解決手段】このプッシュボタンは、枠体１をカバー９の内面に開口１０内にボタン部２を入れつつ取り付けた時に、カバー内面における開口１０周囲の第２の環状リブ１１が、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内側に入り込み、各ガイドリブ６が第２の環状リブ１１の外周面に接して、ボタン部２の中心位置を開口１０の中心に位置決めする構造である。
【選択図】図２

Description

本発明はプッシュボタンに関し、詳しくは、電子機器などの外装カバー内に実装されたスイッチを操作できるように該カバーの開口部に押下げ可能に配置されたプッシュボタンの構造に関する。

電子機器において、外装カバーに少なくとも１箇所以上の開口が形成され、カバー内部に、各開口に対応してタクトスイッチが実装され、これらのタクトスイッチを操作するために各開口にプッシュボタンが配置された構造が知られている。

このようなプッシュボタン構造は、従来、ボタン部をヒンジにより支持する枠体を、ボタン部がカバー開口内に配置されるようにカバー内面に固定することで、カバー内のタクトスイッチがボタン部にて押し下げ可能になるように形成されている（特許文献１及び２参照）。

図６の（ａ）は従来のプッシュボタン構造におけるボタン部を支持する枠体を示す平面図、（ｂ）は図６（ａ）に示したＸ−Ｘ線における断面図である。また、図７の（ａ）は図６に示した枠体をカバー内面に固定した状態を示す平面図、（ｂ）はボタン位置の拡大平面図、（ｃ）は図７（ａ）に示したＹ−Ｙ線における断面図である。

従来のプッシュボタンの構造は、図６に示すように、枠体１０１の内側にボタン部１０２を支持するヒンジ１０３が、一つのボタン部１０２に対して片側一方向に延在している。そして、図７に示すように、電子機器のカバー１０４に形成された開口１０５の中心にボタン部１０２の中心が来るように、枠体１０１がカバー１０４の内面にネジ止めで取り付けられている。

また、このようにボタン部の片側をヒンジにより支持する構造の他に、特許文献１及び２などに開示されるように、ボタン部の両側を対称形状のヒンジにより支持した構造もある。
特開２０００−３１１５４４号公報 特開２００４−１８６０８６号公報

従来のプッシュボタンの構造では、上記のようにボタン部の片側あるいは両側をヒンジにより支持した枠体をカバー内面に取り付ける時、図８（ａ）中に矢印２２で示すようなズレにより、カバーの開口１０５の中心に対してボタン部１０２の中心位置が偏芯する場合がある。特に、ボタン部の片側だけをヒンジにより支持する構造であると、図８（ｃ）に示すようにボタン部１０２の自重によってボタン部が倒れ、ボタン部１０２の中心位置が偏芯する。

このような偏芯が有ると、図８（ｂ）に示すように、カバーに形成された開口１０５の側壁と、この開口１０５内に位置するボタン部１０２との隙間２３が均一にならず、外観の品位が損なわれる。また、偏芯のためにボタン部が開口部の側壁に接触し動作できなくなる場合もある。

この不具合を抑制するため、従来は、枠体をカバー内面に取付ける時にボタン部と開口部との中心の位置合わせを行いながら組み立てる必要があり、組立が容易でなかった。

また、カバー外側からボタン部と開口部の隙間に、静電気を想定した放電電圧をかけ、カバー内側の電気部品に故障や誤動作を生じさせる不具合を検証する静電気サージという試験がある。図９に示すように、普通のボタン形状ではボタン部１０２の位置する開口１０５からカバー１０４内の電気部品１０７までの沿面距離が足りない。このため、静電気サージ試験において同図中の矢印のように放電試験指１０６からカバー１０４内の電気部品１０７に放電し不具合が生じることが多い。

その対策として、図１０（ａ）（ｂ）に示すようにボタン部本体の外周に設けられたフランジ部１０８の形状を外側へ大きく拡大させる、すなわち図１０（ｂ）中に２点鎖線で描いた形状から実線の形状に拡大させる場合がある。しかし、この対策ではボタン部自体が大きくなり、ボタン部周囲の部品のレイアウトやデザインに制約が出来てしまう不具合があった。

そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、組立時にカバーの開口中心とボタン部の中心とを簡単に位置決めすることができ、ボタン部の動作不良や外観の品位低下などを引き起こすことが無く、ボタン部の周囲形状を大きくしないで静電気サージ試験におけるカバー内の電気部品の故障を回避できるプッシュボタンの構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプッシュボタン構造は、枠体と、枠体の内側に支持されるボタン部と、内面に前記枠体が取り付けられ、前記ボタン部を露出する開口を備えるカバーとを備える。さらに、このプッシュボタン構造は、カバーの内面の開口周囲に形成された環状リブと、ボタン部の外周に設けられたガイド部とを有している。そして、枠体のカバー内面への取付け時に、ガイド部が、環状リブの外周面に接してボタン部の位置を開口の中心に位置決めするように形成されている。

この構成により、枠体のカバー内面への取付け時に、ボタン部と開口の中心位置を調整無しで一致させることが可能となる。また、カバーの開口部におけるボタン部の偏芯が無くなるため、開口部の側壁とボタン部との隙間が一定になり、ボタン部が設けられたカバーの外観が良好になる。また、本構造は、ボタン部をボタン部の中心に対して一対の対称な形状のヒンジで支持した構造であるので、ボタン部が自重で倒れることなく開口内に配置される。

さらに、上記の構造では、ボタン部の外周に設けられたガイド部が、枠体のカバー内面への取付け時に、カバーの内面における開口周囲に形成された環状リブの外周側に入り込むようになる。このため、静電気サージ試験において放電が、開口の側壁とボタン部との隙間を介してカバー内の電気部品には届かず、電気部品の故障は生じない。

また、本発明のプッシュボタン構造は電子機器のカバーに適用することができる。本発明に好適な電子機器は、カバーと、該カバー内に固定されてカバーに形成された開口に対応する位置にスイッチを実装するプリント基板と、カバーの開口内に配置されてスイッチを操作するボタン部と、カバーの内面における開口周囲に形成された環状リブとを備えるものである。

また、上記のようなプッシュボタン構造では、各ヒンジにおける枠体と結合する第１結合部の近傍と、各ヒンジにおけるボタン部の外周と結合する第２結合部の近傍とにそれぞれ、ボタン部の押圧方向に撓んだ形状の撓み部分を形成し、さらに、第１結合部近傍の撓み部分と第２結合部近傍の撓み部分との間のヒンジ形状をボタン部の外周に沿った曲線部分に形成することが好ましい。

このようなヒンジの撓み部分によりボタン部はその押圧方向に動き易く、さらに曲線部分により、ボタン部の押圧方向と直交する方向に動き易くなる。このため、ボタン部の押下げ動作および復帰動作の際にガイド部と環状リブとの接触力が緩和され、ボタン部の動作不良を回避することができる。

この場合、環状リブの外周面および、これに対応するガイド部の面の少なくとも一方が、ボタン部の非操作時にのみ接触するようにテーパ状に形成されていることがより好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、枠体をカバー内面に取付ける時に、ボタン部と開口部との中心位置が調整無しで簡単に決まる。

また、ボタン部の非操作時に、カバーの開口部におけるボタン部の偏芯が無くなるため、開口部の側壁とボタン部との隙間が一定になり、ボタン部が設けられたカバーの外観が良好になる。

さらに、ボタン部の周囲形状を大きくしないで静電気サージ試験における内部電気部品の故障を回避することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１の（ａ）は本発明の実施形態のプッシュボタン構造におけるボタン部を支持する枠体を示す平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）に示したＡ−Ａ線における断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示したＢ−Ｂ線における断面図である。また、図２の（ａ）は図１に示した枠体をカバー内面に固定した状態を示す平面図、同図（ｂ）はボタン位置の拡大平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示したＣ−Ｃ線における断面図である。

図１に示すように、矩形状の枠体１の内側に複数のボタン部２が配置され、各々のボタン部２の外周にはフランジ部（鍔）３が形成されている。各ボタン部２のフランジ部３は、ボタン部２の中心に対して対称形状の一対のヒンジ４により枠体１に支持されている。

フランジ部３の上面には第１の環状リブ５がボタン部２の外周を隙間を隔てて囲むように一体成形されている。第１の環状リブ５の内側面（すなわち第１の環状リブ５のボタン部側の面）の複数箇所にはガイドリブ６が形成されている。各ガイドリブ６の長手方向はフランジ部３の上面に対して垂直な方向になっている。

ボタン部２の底面には、後述するカバー内のタクトスイッチに当接する突部７が形成されている。また、枠体１には、枠体１をカバー内面に取り付けるための取付け穴８が設けられている。

このように枠体１の内側に複数のボタン部２の各々が一対の対称形状のヒンジ４で支持された構造の部品はプラスチック成形により一体的に作られている。

一方、図２に示すように、電子機器のカバー９すなわち筐体の一面には、複数の開口１０が枠体１における各ボタン部２の位置に対応して形成されている。各開口１０の形状はボタン部２の外周形状に相似し、ボタン部２の外周より大きく設計されている。

カバー９の内面における各開口１０の周囲には第２の環状リブ１１が形成されている。第２の環状リブ１１の外周形状は、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内周形状より小さく設計されている。

そして、各々の開口１０内にボタン部２が配置されるように、カバー９の内面に枠体１が取り付けられている。この枠体１の取り付けは、カバー９の内面に形成されたボスを枠体１の取付け穴８に挿入して固定したり、枠体１の取付け穴８を用いてカバー９の内面にネジ止めして行なう。

このように枠体１をカバー９の内面に取り付けた時、各開口１０における第２の環状リブ１１が、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内側に入り込み、第１の環状リブ５の内側面の各ガイドリブ６が第２の環状リブ１１の外周面に接することで、各々の開口１０の中心Ｐにボタン部２の中心位置が来る構造となっている（図２（ｂ））。したがって、各ガイドリブ６は、開口１０内にボタン部２を入れつつ枠体１をカバー９の内面に取り付けた時に、第２の環状リブ１１の外周面に接して、ボタン部２の中心位置を開口１０の中心に位置決めするように配置されている。

また、カバー９の内側には、複数のタクトスイッチ１３が実装されたプリント基板１４が、各々のタクトスイッチ１３とボタン部２の突部７が若干の隙間を有して対向するように固定されている。

さらに、図３及び図４を参照して、本実施形態のプッシュボタン構造におけるボタン部の周辺構造とその作用について詳述する。

図３（ａ）はカバー内側の一つのボタン部の周辺構造を示す平面拡大図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線断面におけるボタン部の押し下げ時の様子を示し、同図（ｃ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ線断面におけるボタン部の押し下げ時のヒンジの様子を示す。なお、図３（ａ），（ｃ）ではカバーを省略している。また、図４は本実施形態におけるカバー開口周囲のリブとボタン部周囲のガイドリブの形状を示す。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各ボタン部２のフランジ部３に対して設けられた一対のヒンジ４の各々は、枠体１からボタン部２の中心に向かってフランジ部３の近傍まで延び、このフランジ部３近傍からフランジ部３の外周に沿って曲がり、フランジ部３へと延びている。一つのボタン部２に備わる各ヒンジ４は、ボタン部２の中心に対して対称な形状であり、枠体１の内側と結合する第１結合部１５と、フランジ部３と結合する第２結合部１６とを有している。本例では第１結合部１５と第２結合部１６の位置がボタン部２の中心から見て互いに直角な方向に配置されている。

そして、第１結合部１５の近傍にボタン部２の押圧方向に撓んだ形状の撓み部分４ａが形成され、第２結合部１６の近傍にも同様の撓み部分４ｂが形成されている。また、第１結合部１５近傍の撓み部分４ａと第２結合部１６近傍の撓み部分４ｂとの間のヒンジ形状はフランジ部３の外周に沿った曲線部分４ｃになっている。

図３（ｂ）に示すように、カバー９に設けられた開口１０に露出するボタン部２に矢印のように押し圧を加えると、ボタン部２が押圧方向に移動してボタン部２の突部７により、プリント基板１４上のタクトスイッチ１３が押されて電子機器の所定機能が実行される。このようにボタン部２を押し下げる際、ヒンジ４の撓み部分４ａ，４ｂ及び曲線部分４ｃにより、図３（ｂ），（ｃ）のようにボタン部２のフランジ部３と枠体１との間で一対のヒンジ４が突っ張ることなく伸びる。この結果、ヒンジ４の第１結合部１５および第２結合部１６にストレスを与えることなくボタン部２の押下げ動作を得ることができる。

なお、上記のようにボタン部２の突起７によりタクトスイッチ１３が押された状態では、カバー内面における開口１０周囲の第２の環状リブ１１が、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内側に入り込んだままになっている。

一方、ボタン部２への押し圧を解除すると、ヒンジ４の弾性力によりボタン部２が再び元の状態（図２（ｂ）の状態）に復帰する。このとき、第１の環状リブ５の内側面の各ガイドリブ６が第２の環状リブ１１の外周面に接して、ボタン部２の中心位置を開口１０の中心に位置決めする。このため、開口１０の側壁とボタン部２との隙間が一定になり、ボタン部２が設けられたカバー９の外観が良好になる。

また、ボタン部２をボタン部２の中心に対して一対の対称な形状のヒンジ４で支持した構造であるので、ボタン部２が自重で倒れることなく開口１０内に配置される。

さらに本実施形態では、図４に示すように、開口１０の周囲に形成された第２の環状リブ１１の外周がこのリブ１１の突端側に行くほど細くなるように環状リブ１１の外周面にテーパが付いている。また、ボタン部２の周囲に配置された各ガイドリブ６の突端面も、第２の環状リブ１１のテーパ状の外周面に合わせて傾斜している。そして、ボタン部２が図２（ｂ）に示すような非操作状態にある時のみ、ボタン部２の周囲に配置された全てのガイドリブ６の突端面と、開口１０の周囲に形成された第２の環状リブ１１の外周面とが接触して、ボタン部２の中心位置が開口１０の中心に決まるようになっている。

このようなテーパにより、ボタン部２を非操作状態から押し下げる過程では、ボタン部２の周囲に配置されたガイドリブ６と、開口１０の周囲に形成された第２の環状リブ１１の外周面との間に隙間が生じ、ボタン部２の押し下げ動作がスムーズになる。一方、ボタン部２への押し圧が解除されボタン部２が非操作位置に復帰した時は、ボタン部２の周囲に配置された全てのガイドリブ６と、開口１０の周囲に形成された第２の環状リブ１１の外周面とが接触し、ボタン部２の中心位置が開口１０の中心に来る。

特に、ヒンジ４の撓み部分４ａ,４ｂによりボタン部２はその押圧方向に動き易く、さらに曲線部分４ｃにより、ボタン部２の押圧方向と直交する方向に動き易くなっている。このため、ボタン部２の押下げ動作および復帰動作の際にガイドリブ６と環状リブ１１との接触力が緩和され、ボタン部２の動作不良を回避することができる。

また、図５に本実施形態のプッシュボタン構造に対する静電気サージ試験の様子を示す。この図に示すように、本発明のプッシュボタンは、カバー内面における開口１０周囲の第２の環状リブ１１が、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内側に入り込んだ構造である。したがって、静電気サージ試験において同図中の矢印のように放電試験指１７からの放電は、開口１０の側壁とボタン部２との隙間を介してカバー９内の電気部品１８には届かず、電気部品１８の故障を回避できる。また、この構造によれば、ボタン部２の周囲形状を大きくしないで済むため、ボタン部２の周囲に配置される部品のレイアウトやデザインに制約が生じない。

なお、以上説明した実施形態では、ボタン部２を円柱とし、ボタン部２を露出する開口１０の形状を円形で図示しているが、本発明のプッシュボタンは図示した形状に限定されず、例えば、ボタン部を三角柱とし、ボタン部を露出する開口部を三角形としたり、ボタン部を四角柱にし、ボタン部を露出する開口部を四角形にしてもよい。

また、ボタン部２のフランジ部３はボタン部２の中心を基準とした円形であり、このフランジ部３の上面に形成された第１の環状リブの形状もボタン部２の中心を基準とした円筒形としている。さらに、カバー内面における開口１０周囲の第２の環状リブ１１の形状は開口１０の中心を基準とした円筒形としている。しかし、これらの部位は図示した形状および配置に限定されず、開口１０内にボタン部２を入れつつ枠体１をカバー９の内面に取り付けた時（すなわちボタン部２の非操作時）に、カバー内面における開口１０周囲の第２の環状リブ１１が、ボタン部２のフランジ部３上面に形成された第１の環状リブ５の内側に入り込み、各ガイドリブ６が第２の環状リブ１１の外周面に接して、ボタン部２の中心位置を開口１０の中心に位置決めすることができる形状および配置であればよい。

本発明の実施形態のプッシュボタン構造におけるボタン部を支持する枠体を示す図である。 図１に示した枠体を電子機器のカバー内面に固定した状態を示す図である。 本発明の実施形態のプッシュボタン構造におけるボタン部の周辺構造とその作用を説明するための図である。 図３に示したカバーの開口周囲のリブとボタン部周囲のガイドリブの形状を示す断面拡大図である。 本発明の実施形態のプッシュボタン構造に対する静電気サージ試験の様子を示す断面模式図である。 従来のプッシュボタン構造におけるボタン部を支持する枠体を示す図である。 図６に示した枠体を電子機器のカバー内面に固定した状態を示す図である。 従来のプッシュボタン構造における課題を説明するための図である。 従来のプッシュボタン構造に対する静電気サージ試験の様子を示す断面模式図である。 図９に示した静電気サージ試験時の不具合を回避する従来の対策構造を示す図である。

符号の説明

１ 枠体
２ ボタン部
３ フランジ部
４ ヒンジ
４ａ，４ｂ 撓み部分
４ｃ 曲線部分
５ 第１の環状リブ
６ ガイドリブ
７ 突部
８ 取付け穴
９ カバー
１０ 開口
１１ 第２の環状リブ
１３ タクトスイッチ
１４ プリント基板
１５ ヒンジの第１結合部
１６ ヒンジの第２結合部
１７ 放電試験指
１８ 電気部品

Claims (7)

1. 枠体と、
   前記枠体の内側に支持されるボタン部と、
   内面に前記枠体が取り付けられ、前記ボタン部を露出する開口を備えるカバーと、を備えたプッシュボタン構造において、
   前記カバーの内面の前記開口の周囲に形成された環状リブと、
   前記ボタン部の外周に設けられたガイド部とを有し、
   前記枠体の前記カバー内面への取付け時に、前記ガイド部が、前記環状リブの外周面に接して前記ボタン部の位置を前記開口の中心に位置決めするように形成されていることを特徴とするプッシュボタン構造。
2. 前記枠体の内側に延在して前記ボタン部の外周に連結された、前記ボタン部の中心に対して対称な形状の一対のヒンジを有する、請求項１に記載のプッシュボタン構造。
3. 前記各ヒンジにおける前記枠体と結合する第１結合部の近傍と、前記各ヒンジにおける前記ボタン部の外周と結合する第２結合部の近傍とにそれぞれ、前記ボタン部の押圧方向に撓んだ形状の撓み部分が形成され、
   前記第１結合部近傍の撓み部分と前記第２結合部近傍の撓み部分との間のヒンジ形状が前記ボタン部の外周に沿った曲線部分となっている、請求項２に記載のプッシュボタン構造。
4. 前記ガイド部の、前記環状リブの外周面と対応する面が、前記ボタン部の非操作時にのみ前記環状リブの外周面と接触するように傾斜している、請求項１から３のいずれかに記載のプッシュボタン構造。
5. カバーと、該カバー内に固定されて前記カバーに形成された開口に対応する位置にスイッチを実装するプリント基板と、前記カバーの開口内に配置されて前記スイッチを操作するプッシュボタンと、前記カバーの内面の前記開口の周囲に形成された環状リブとを備えた電子機器であって、
   前記プッシュボタンは、
   前記スイッチを操作するためのボタン部と、
   前記カバーの開口内に前記ボタン部を配置するように前記カバーの内面に固定された枠体と、
   前記枠体の内側に延在して前記ボタン部の外周を支持する、前記ボタン部の中心に対して対称な形状の一対のヒンジと、
   前記ボタン部の外周に設けられたガイド部と、を有し、
   前記ボタン部の非操作時に、前記ガイド部が、前記カバーの内面の前記開口の周囲に形成された環状リブの外周面に接して前記ボタン部の位置を前記開口の中心に位置決めするように形成されていることを特徴とする電子機器。
6. 前記各ヒンジにおける前記枠体と結合する第１結合部の近傍と、前記各ヒンジにおける前記ボタン部の外周と結合する第２結合部の近傍とにそれぞれ、前記ボタン部の押圧方向に撓んだ形状の撓み部分が形成され、
   前記第１結合部近傍の撓み部分と前記第２結合部近傍の撓み部分との間のヒンジ形状が前記ボタン部の外周に沿った曲線部分となっている、請求項５に記載の電子機器。
7. 少なくとも前記環状リブの外周面が、前記ボタン部の非操作時にのみ前記ガイド部と接触するようにテーパ状に形成されている、請求項５または６に記載の電子機器。

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