JP2009004252A - ラバースイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押ボタンが高さ方向に大形化し、且つ、押ボタンの中心軸からずれた位置にスイッチを配置した場合でも、良好な操作性を得る。
【解決手段】押ボタン１２と、押ボタン１２を上下方向に変位可能に保持する支持枠部１６と、押ボタン１２を弾性支持するヒンジ部１７とを、ゴム材料により一体成形して押ボタン部材１４を構成する。押ボタン１２を、上下に長い押ボタン主部１２ａと、底面がメカスイッチ１５を動作させるための押圧部１８とされた膨出部１２ｂとを一体に有した形状とする。支持枠部１６を、押ボタン１２の周囲を囲む縦壁状に構成する。ヒンジ部１７を、支持枠部１６の内周壁と押ボタン１２の外周壁とを、全周に渡ってつなぐ、断面ほぼＬ字状の薄肉状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム製の押ボタンを備え、該押ボタンの押圧操作によりスイッチを動作させるラバースイッチ装置に関する。

各種の操作機器に設けられるスイッチ装置として、ゴム製の押ボタンを押圧操作することにより、接点をオン、オフするタイプのラバースイッチ装置がある（例えば特許文献１参照）。一般に、前記押ボタンは、例えば円筒キャップ状に構成された押ボタンの外周に、機器に取付けられる支持部を一体に有し、支持部に対し押ボタンが押圧操作可能に弾性支持されるようになっている。

具体例をあげると、例えばカード認証端末に使用されているラバースイッチ装置にあっては、例えば図５に示すような押ボタン部材１が採用されていた。この押ボタン部材１は、横長な円筒キャップ状をなす押ボタン２と、この押ボタン２の下端部から水平方向に延びる矩形状の支持部３とをゴム材料により一体成形して構成されている。これにより、押ボタン２は、支持部３により上下方向に変位可能に支持される。そして、押ボタン２の底面部には、両端側に位置して２個の可動接点４が設けられている。これら２個の可動接点４は、押ボタン２内で電気的に接続されている。

詳しく図示はしないが、この押ボタン部材１は、スイッチ基板の上面部に位置して設けられる。このとき、前記スイッチ基板は、メイン基板とは別に設けられ、その表面には、前記２個の可動接点４に対応した２個の固定接点が印刷形成されている。これにて、押ボタン２が下方に押圧操作されることにより、前記可動接点４が固定接点に接触してスイッチがオン動作し、押ボタン２への操作力が解除されると、押ボタン２は、弾性力により上方（元の位置）に戻って可動接点４が固定接点から離間し、スイッチがオフされるようになっている。
特開平１１−２２４５６４号公報

ところで、近年、この種のラバースイッチ装置にあっては、構成の簡略化等のために、上記のような固定接点が形成されたスイッチ基板を省略し、メイン基板に、例えばタクトスイッチ等のメカスイッチを実装し、押ボタン部材（押ボタン）の裏面部に設けられる押圧部によって前記メカスイッチを動作させるような構成への設計変更が図られてきている。これに伴い、押ボタンの先端とメカスイッチまでの距離が大きくなり、押ボタン部材全体を高さ方向に大形化する必要が生じていた。

また、これと共に、メイン基板におけるレイアウトの自由度の向上等を図るために、メカスイッチを、押ボタンの中心軸からややずれた位置に配置したいといった要望もあった。ところが、図５に示した従来の押ボタン部材１にあっては、押ボタン２を高さ方向に大形化すると共に、押ボタン２の中心軸からずれた位置に、メカスイッチを動作させるための押圧部を設けるようにすると、押圧位置とメカスイッチの動作位置とが一直線上にないため、押ボタン２の押圧時における押圧方向に対するぶれが大きくなり、押ボタン２が横方向に屈曲してしまう等、良好な操作性が得られない不具合を招くことになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ゴム製の押ボタンの押圧操作によりスイッチを動作させるものにあって、押ボタンが高さ方向に大形化し、且つ、押ボタンの中心軸からずれた位置にスイッチを配置した場合でも、良好な操作性を得ることができるラバースイッチ装置を提供するにある。

本発明者らは、ゴム製の押ボタンの押圧操作によりスイッチを動作させるラバースイッチ装置にあって、上記目的を達成すべく、種々の試作、研究を重ねた。その結果、押ボタンを変位可能に保持する支持部を、該押ボタンの周囲を囲む縦壁状に形成し、それらの間をヒンジ部でつなぐような構成とすることにより、押ボタンが高さ方向（押圧移動方向）に大形化し、且つ、押ボタンの中心軸からずれた位置にスイッチを配置した場合でも、押ボタンを横方向にぶれたりすることなく真っ直ぐに変位させることができることを確認し、本発明を成し遂げたのである。

即ち、本発明のラバースイッチ装置は、押ボタンと、この押ボタンの周囲を囲むように設けられ機器に固定的に取付けられる支持枠部と、この支持枠部の内周壁と前記押ボタンの外周壁とをつなぐように設けられ該押ボタンを押圧操作可能に弾性支持するヒンジ部とを一体に備えると共に、前記押ボタンに、その中心軸から外れた位置に、スイッチを動作させる押圧部を設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、押ボタンが押圧操作されると、押ボタンは、ヒンジ部の弾性変形によって、支持枠部に対して押圧方向に変位し、その押圧部によってスイッチが動作されるようになる。押ボタンの押圧力が解除されると、押ボタンは、ヒンジ部の弾性によって支持枠部に対して元の方向に変位して元の位置に戻る。このとき、支持枠部及びヒンジ部によって、押ボタンを、押圧方向に対して横方向にぶれたり（傾いたり）することなく真っ直ぐに変位するように弾性支持することができる。従って、押ボタンが高さ方向に大形化し、且つ、押ボタンの中心軸からずれた位置にスイッチを配置した場合でも、良好な操作性を得ることができるものである。

また、前記ヒンジ部の形状としては、押ボタンの外周壁と支持枠部の内周壁とを単純につなぐような断面真直ぐな形状としても良いが、本発明者らの更なる研究によれば、ヒンジ部を、押ボタンの外周壁から下方に延びる垂直部と、この垂直部の下端から外周方向に延びて支持枠部の内周壁につながる水平部とを有する断面ほぼＬ字状に形成することにより（請求項２の発明）、ヒンジ部の特に良好なばね性を得ることができた。これは、押ボタンの押圧時に、押ボタンの移動ストロークに必要なヒンジ部の長さを確保することができ、ヒンジ部が突張ることなく容易に弾性変形し、また、ヒンジ部の不必要な伸び変形を防止できるためと考えられる。

以下、本発明を具体化した一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。尚、本実施例においては、操作機器（例えばカード認証端末）に組込まれるラバースイッチ装置１１を具体例としている。詳しい図示及び説明は省略するが、操作機器（カード認証端末）のパネルには、後述するラバースイッチ装置１１の押ボタン１２の先端部が押圧操作可能に配置される開口部が形成され、その内部（パネルの裏面側）には、必要な電子部品が実装されて電子回路を構成するメイン基板１３が配設されている。

図３は、本実施例に係るラバースイッチ装置１１の外観（メイン基板１３を省略）を示しており、図１は、図３のＩ−Ｉ線に沿う縦断面を示している。本実施例に係るラバースイッチ装置１１は、前記押ボタン１２を有する押ボタン部材１４と、前記メイン基板１３上に実装され、前記押ボタン１２の操作により動作する例えばタクトスイッチからなるメカスイッチ１５（図１にのみ図示）とを備えて構成されている。

前記メカスイッチ１５は、周知のように、ハウジング内に固定接点及び可動接点を備えると共に、ハウジングの上面から突出し前記可動接点を変位させる操作部１５ａを有している。この操作部１５ａは、出没方向（図１で上下方向）に変位可能であり、且つ、自身の弾性力或いは別のばね部材のばね力によって、常に突出位置に付勢されている。操作部１５ａが突出位置にある通常時にあっては、接点間が離間してスイッチがオフになり、操作部１５ａが付勢力に抗して図で下方に押圧操作されると、可動接点が固定接点に接してスイッチがオン動作するようになっている。尚、押ボタン１２（パネル表面）からメカスイッチ１５（メイン基板１３）までの距離は、比較的大きいものとなっている。

さて、前記押ボタン部材１４について、図２も参照して詳述する。この押ボタン部材１４は、例えば無色（自然色）半透明状のシリコーンゴム等のゴム材料からなり、前記押ボタン１２と、支持枠部１６と、ヒンジ部１７とを一体に有して（一体成形して）構成されている。

そのうち押ボタン１２は、上面（横断面）が図で前後方向に長い長円状をなし、上下方向に延びる円柱状をなす押ボタン主部１２ａと、その押ボタン主部１２ａの図で右側面部から右方に膨らむ膨出部１２ｂとを一体に有した形状をなす。押ボタン主部１２ａの先端部（上端部）が、前記パネルの開口部に押圧操作可能に配置される。また、前記膨出部１２ｂは、上から見て山形形状（角部に丸みを帯びた三角形状）をなし、図１に示すように、その上端面が押ボタン主部１２ａよりも低い位置（押ボタン主部１２ａの先端部を除く位置）にあり、その底面が、押ボタン主部１２ａの下端部よりも、やや高い位置に位置されている。

このとき、図１に示すように、この膨出部１２ｂの底面が、前記メカスイッチ１５を動作させるための押圧部１８とされる。従って、押圧部１８は、押ボタン１２（押ボタン主部１２ａ）の中心軸Ｏから図で右に外れた位置に設けられることになる。前記メカスイッチ１５（操作部１５ａ）は、メイン基板１３上の膨出部１２ｂの真下にくる位置（押圧部１８の下部に形成される空間部）に実装されている。

尚、前記押ボタン主部１２ａは、上面が開口した中空状をなしており、図示はしないが、この中空部１２ｃ内に導光部材が取付けられるようになっている。この場合、前記メイン基板１３上の押ボタン主部１２ａの底部に対応した位置にＬＥＤ（図示せず）が設けられ、例えばメカスイッチ１５のオン時に点灯制御される。そのＬＥＤの光が、前記導光部材により押ボタン主部１２ａの先端部に導かれ、以て、押ボタン主部１２ａの先端面部に、動作表示部が設けられるようになっている。

前記支持枠部１６は、前記押ボタン１２を変位可能に保持するためのものであり、該押ボタン１２の周囲（全周）を、一定の隙間を存して囲む縦壁状に形成されている。従って、この支持枠部１６は、上面から見て、前後に長いほぼ矩形枠状をなすと共に、その図で右側面が前記膨出部１２ｂに対応して外側に膨らんだ形状をなし、上下方向にある程度の高さを有して立上る壁状に形成されている。この支持枠部１６の上端は、前記押ボタン主部１２ａの先端部を突出させる位置にあり、その上端面には、全周に渡って位置合せ用の凹溝部１６ａが形成されている。また、支持枠部１６の下端面は、前記押ボタン主部１２ａの下端よりもやや下方に位置している。

この支持枠部１６は、その上端面が前記パネルの裏面（下面）に接触（当接）し、下端面が前記メイン基板１３の表面に載置状とされるように固定的に取付けられる。このとき、図示はしないが、前記パネルの裏面には、支持枠部１６の上端面の凹溝部１６ａに対応した位置合せ用の凸条が形成されている。この取付状態では、前記押ボタン主部１２ａの下端が、前記メイン基板１３の表面からやや浮上った位置にあり、押ボタン１２の下方への変位が許容されている。

そして、前記ヒンジ部１７は、押ボタン１２を押圧操作可能に弾性支持するためのもので、図１及び図２に示すように、前記支持枠部１６の内周壁と前記押ボタン１２の外周壁とを、全周に渡ってつなぐような薄肉状に形成されている。この場合、ヒンジ部１７は、前記押ボタン１２の高さ方向中間部分と、支持枠部１６のやや上部寄り部分とをつなぐような高さ位置に設けられている。

より具体的には、このヒンジ部１７は、図２に示すように、押ボタン１２の外周壁から下方に延びる垂直部と、この垂直部の下端から外周方向に延びて（湾曲しながら直角方向に折曲って）支持枠部１６の内周壁につながる水平部とを有する断面ほぼＬ字状に形成されている。また、これと共に、押ボタン１２の外周壁は、ヒンジ部１７の接続部分よりも下側部分が内側に引込んだ形状とされ、その段差部分（オーバーハング部分）の先端からヒンジ部１７が下方に延びている。一方、支持枠部１６の内周壁においても、ヒンジ部１７の接続部分よりも下側部分が内周側に出っ張った（迫り出した）肉厚な形状とされ、その段差部分にヒンジ部１７がつながった形態とされている。

次に、上記構成の作用について述べる。上記構成のラバースイッチ装置１１においては、ユーザにより押ボタン１２（押ボタン主部１２ａの先端部）が押圧操作されると、ヒンジ部１７のばね力に抗して押ボタン１２が弾性的に下方に変位し、押圧部１８によってメイン基板１３上のメカスイッチ１５がオン動作される。押ボタン１２に対する押圧力が解除されると、ヒンジ部１７のばね力によって押ボタン１２は元の位置に戻され、スイッチがオフされる。

ここで、本実施例のラバースイッチ装置１１は、構成の簡略化のためにスイッチ基板を省略したため、押ボタン１２の先端とメカスイッチ１５までの距離が大きくなり、押ボタン部材１４全体が高さ方向に比較的大形化する事情がある。これと共に、レイアウトの自由度を高めるため、メイン基板１３上のメカスイッチ１５が、押ボタン１２（押ボタン主部１２ａ）の中心軸Ｏからややずれた位置に配置される（押圧位置とメカスイッチ１５の動作位置とが一直線上にない）事情がある。このため、押ボタン１２の押圧時における横方向へのぶれが生ずることが考えられる。

ところが、本実施例では、押ボタン１２を上下方向に変位可能に保持する支持枠部１６を、該押ボタン１２の周囲を囲む縦壁状に形成し、それらの間をヒンジ部１７で一体につなぐような構成としたことにより、押ボタン１２を、押圧方向に対して横方向にぶれたり（傾いたり）することなく上下方向に真っ直ぐに変位するように弾性支持することができ、ひいては良好な操作性を得ることができ、メカスイッチ１５を確実に動作させることができた。

このとき、ヒンジ部１７を、押ボタン１２の外周壁から下方に延びる垂直部と、この垂直部の下端から外周方向に延びて支持枠部１６の内周壁につながる水平部とを有する断面ほぼＬ字状に構成したことにより、特に良好なばね性を得ることができた。これは、押ボタン１２の押圧時に、押ボタン１２の移動ストロークに必要なヒンジ部１７の長さを確保することができ、ヒンジ部１７が突張ることなく容易に弾性変形し、また、ヒンジ部１７の不必要な伸び変形を防止できるためと考えられる。

このように本実施例のラバースイッチ装置１１によれば、ゴム製の押ボタン１２の押圧操作によりメカスイッチ１５を動作させるようにしたものにあって、押ボタン１２が高さ方向に大形化し、且つ、押ボタン１２の中心軸Ｏからずれた位置にメカスイッチ１５を配置した場合でも、良好な操作性が得られるという優れた効果を得ることができる。また、特に本実施例では、ヒンジ部１７を断面ほぼＬ字状に形成したので、ヒンジ部１７の良好なばね性を得ることができ、より効果的となるものである。

図４は、本発明の他の実施例に係るラバースイッチ装置の押ボタン部材２１の要部構成を示すものである。この実施例の押ボタン部材２１が、上記実施例のラバースイッチ１１（押ボタン部材１４）と異なる点は、ヒンジ部２２の形状にある。即ち、この押ボタン部材２１は、やはり、押ボタン２３と、その周囲を囲む支持枠部２４と、それらを全周でつなぐように設けられ押ボタン２３を弾性支持するヒンジ部２２とを一体に有して構成されている。このとき、前記ヒンジ部２２は、押ボタン２３の外周壁から支持枠部２４の内周壁に向けて、外周側（支持枠部２４側）が下がるようにやや傾斜して延びる、断面直線形状に形成されている。

このような構成においても、押ボタン２３を上下方向に変位可能に保持する支持枠部２４を、該押ボタン２３の周囲を囲む縦壁状に形成し、それらの間をヒンジ部２２で一体につなぐような構成としたことにより、押ボタン２３を、押圧方向に対して横方向にぶれたり（傾いたり）することなく上下方向に真っ直ぐに変位するように弾性支持することができ、ひいては良好な操作性を得ることができる。また、上記実施例の押ボタン部材１４に比べて、押ボタン部材２１が全体的に比較的簡単な形状となるので、成形型の構造が簡略化でき、成型加工性が良くなるといった利点も得ることができる。

尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば、押ボタンの形状としては、円形（円筒状）などであっても良く、また、押ボタン部材の材質についても、シリコーンゴム以外にもウレタンゴムやアクリルゴムなど様々なゴム材料を採用することができる。押ボタン（押ボタン部材）に、着色や印刷などを施しても良いことは勿論である。その他、本発明は、カード認証端末に限らず、ゴム製の押ボタンを備えるラバースイッチ装置を有する機器全般に適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の一実施例を示すもので、図３のＩ−Ｉ線に沿うラバースイッチ装置の縦断正面図 図１のＡ部分（ａ）及びＢ部分（ｂ）の拡大縦断正面図 ラバースイッチ装置の斜視図 本発明の他の実施例を示す図２（ｂ）相当図 従来例を示すもので、押ボタン部材の斜視図（ａ）及び裏面側からの斜視図（ｂ）

符号の説明

図面中、１１はラバースイッチ装置、１２，２３は押ボタン，１２ａは押ボタン主部、１２ｂは膨出部、１３はメイン基板、１４，２１は押ボタン部材、１５はメカスイッチ、１６，２４は支持枠部、１７，２２はヒンジ部、１８は押圧部を示す。

Claims (2)

1. ゴム製の押ボタンを備え、該押ボタンの押圧操作によりスイッチを動作させるラバースイッチ装置であって、
   前記押ボタンと、
   この押ボタンの周囲を囲むように設けられ機器に固定的に取付けられる支持枠部と、
   この支持枠部の内周壁と前記押ボタンの外周壁とをつなぐように設けられ該押ボタンを押圧操作可能に弾性支持するヒンジ部とを一体に備えると共に、
   前記押ボタンには、その中心軸から外れた位置に、前記スイッチを動作させる押圧部が設けられていることを特徴とするラバースイッチ装置。
2. 前記ヒンジ部は、前記押ボタンの外周壁から下方に延びる垂直部と、この垂直部の下端から外周方向に延びて前記支持枠部の内周壁につながる水平部とを有する断面ほぼＬ字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のラバースイッチ装置。

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