JP2009158278A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の側面などに配置される、横方向にノブを押すタイプのスイッチ装置の構成をより簡単にする。
【解決手段】ベース部材１０と、ダイヤフラム３０と、ベース部材１０の上面に沿って平行移動可能に配置されたレバー部材５０とを備え、レバー部材５０を平行移動させることで、ダイヤフラム３０をベース部材１０側に押し下げて、ベース部材１０の上面に配置された第１の導電パターン２１と第２の導電パターン２２とを、ダイヤフラム３０で導通させるスイッチ装置である。レバー部材５０に、弾性を有する薄板部５３を設け、レバー部材の薄板部５３の先端を、ベース部材又はそのベース部材上に配置された部材の壁部に係止させ、レバー部材５０を平行移動させることでの薄板部５３の変形で、ダイヤフラム３０をベース部材側に押し下げると共に、薄板部５３の弾性により、押された方向とは反対の方向に戻す力を生じさせる構成とした。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子機器に取付けられる小型のスイッチ装置に関し、特に、接点を構成する導電部を配置した面と平行に操作レバーを押すタイプのスイッチ装置に関するものである。

従来、比較的小型の電子機器に取り付けられる小型のスイッチ装置として、図１１及び図１２に示す構成のものがある。
図１１は分解して示す図で、ベース部材１の上に、２つの導電パターン２ａ，２ｂをある程度の間隔を明けて設ける。そして、導電部材で構成されて平面部３ａと湾曲部３ｂとを有するダイヤフラム３を、導電パターン２ａ，２ｂの上に配置する。このダイヤフラム３は、湾曲部３ｂが湾曲したそのままの形状の場合には、湾曲部３ｂだけが一方の導電パターン２ａと接触した状態であり、他方の導電パターン２ｂとは接触していない。そして、平面部３ａが上方から押されて湾曲部３ｂを変形させることで、ダイヤフラム３が導電パターン２ｂとも接触するようになり、２つの導電パターン２ａ，２ｂがダイヤフラム３で導通される状態となる。この２つの導電パターン２ａ，２ｂが導通した状態がスイッチのオン状態に相当する。

ダイヤフラム３の上にはカバーフィルム４を配置し、さらにその上に、ノブ５とカバー部材６を配置する。ノブ５は、操作者が操作する部材であり、端部５ａがカバー部材６から横方向に突出した状態で取付けられる。ノブ５は、中央部５ｂが周辺部５ｃから切り離された構成としてある。カバー部材６は、ベース部材１に取付けるための脚部６ａを備え、さらに、中央にノブ押し下げ部６ｂを備える。

図１２に組み立てられた状態を断面で示すように、ノブ５の中央部５ｂの先端は、カバー部材６側のノブ押し下げ部６ｂと接触させてあり、ノブ５の端部５ａが矢印Ａで示すように水平に内側に押し込まれることで、そのノブ押し下げ部６ｂと接触したノブ５の中央部５ｂの先端が下側に押し下げられる。
このノブ５の中央部５ｂが押し下げられることで、ノブ５の中央部５ｂの下側に配置されたダイヤフラム３が押し下げられて変形し、２つの導電パターン２ａ，２ｂがダイヤフラム３で導通される状態となる。
また、水平に押し込まれたノブ５は、ノブ押し下げ部６ｂの作用で戻す方向に力が働き、操作者が押す指を離すことで、元の位置に戻り、オフ状態に復帰する。

このような横方向にノブを押すことで、オン状態になるスイッチ装置は、例えば携帯電話端末の側面に配置されたスイッチなどに適用され、比較的小型の電子機器用として普及している。
特許文献１には、従来のこの種のスイッチ装置の構成の一例についての記載がある。
特開平１１−３９９８７号公報

ところで、分解斜視図である図１１に示されるように、この種の横方向にノブを押すスイッチ装置は、比較的部品点数も多く、構成が複雑であり、スイッチとして確実に作動させるためには、それぞれの部品も精度が要求されている。特に、ノブ５の中央部５ｂと、カバー部材６のノブ押し下げ部６ｂとの位置関係が適正である必要があり、カバー部材６のノブ押し下げ部６ｂを、高精度に製作する必要がある。図１１の例では、カバー部材６のノブ押し下げ部６は、板金を折り曲げた構成としてあるが、その折り曲げ角度などを調整工程で適正に調整しないと、ノブ５の中央部５ｂが適正に押し下げられない問題がある。ノブが適正に押し下げられないと、ダイヤフラムで２つの導電パターンを正しく導通させることができないため、スイッチ動作が不良となってしまう。このため、それぞれの部品を精度良く製作して、精度良く組み立てる必要があった。

本発明はかかる点に鑑み、この種の横方向にノブを押す型のスイッチ装置の構成や製造をより簡単にすることを目的とする。

本発明は、第１の導電パターンと第２の導電パターンとが所定の間隔をあけて上面に配置されたベース部材と、ベース部材の上面に配置され、少なくとも一部が湾曲した導電部材で構成されたダイヤフラムと、ベース部材の上面に沿って平行移動可能に配置されたレバー部材とを備え、レバー部材を平行移動させることで、ダイヤフラムをベース部材側に押し下げて、ベース部材の上面に配置された第１の導電パターンと第２の導電パターンとを、ダイヤフラムで導通させるスイッチ装置に適用される。
そして、レバー部材として、弾性を有する薄板部を設け、レバー部材の薄板部の先端を、ベース部材又はそのベース部材上に配置された部材の壁部に係止させ、レバー部材を平行移動させることでの薄板部の変形で、ダイヤフラムをベース部材側に押し下げると共に、薄板部の弾性により、所定の方向とは反対の方向に戻す力を生じさせる構成とした。

本発明によると、レバー部品の薄板部の変形で、ダイヤフラムを押し下げることができる共に、その薄板部自身が持つ弾性で、押し込まれたレバー部材を押し戻す力を生じさせることができる。従って、レバー部品の薄板部が適正な弾性を持つように製作すれば、スイッチ装置として適正に作動するようになり、スイッチ装置の構成の簡易化に貢献する。

以下、本発明の一実施の形態の例を、図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施の形態のスイッチ装置を分解して示す斜視図である。本実施の形態のスイッチ装置は、ベース部材１０と、そのベース部材１０に嵌められるダイヤフラム３０と、カバーフィルム４０と、レバー部材５０と、トップケース６０とで構成される。

ベース部材１０は、合成樹脂による成形品として構成させてあり、上面１１に円形の段差部１２を設けてある。円形の段差部１２には、第１導電パターン２１と第２導電パターン２２とが、間隔をあけて配置してある。第１導電パターン２１は、円形の段差部１２の壁部に沿って、ほぼ半円形に配置してあり、第２の導電パターン２２は、ほぼ中央部に変形に配置してある。それぞれの導電パターン２１，２２は、例えば金属板を対応した形状に露出するように配置することで、構成させてあり、それぞれの導電パターン２１，２２を構成する金属板は、ベース部材１０の図示しない所定箇所から外側に露出させて、外部と接続する端子を構成させてある。

ベース部材１０の円形の段差部１２には、段差部１２と同じ円形形状のダイヤフラム３０を配置する。ダイヤフラム３０は、導電性を有する金属板で構成され、中央が湾曲部３１として上側に若干突出した形状としてあり、その湾曲部３１の脇が平面部３２となっている。湾曲部３１と平面部３２は一体化されて導通している。湾曲部３１の突出高さは、段差部１２の深さとほぼ等しくしてある。このような湾曲部３１を有するために、ダイヤフラム３０を配置しただけの状態では、ダイヤフラム３０は第１導電パターン２１とだけ接触して導通状態となり、中央に配置された第２導電パターン２２とは接触していない。

ダイヤフラム３０が配置された段差部１２は、カバーフィルム４０で覆う構成としてある。このカバーフィルム４０を配置することで、ダイヤフラム３０を配置した箇所が防塵処理されることになる。

そして、図１に示すレバー部材５０が取付けられたトップケース６０を、ダイヤフラム３０とカバーフィルム４０が配置されたベース部材１０の上面１１に載せて、組み立てられる。トップケース６０は例えば樹脂部品として構成させてあり、壁部６１をベース部材１０に嵌める構成としてある。
レバー部材５０は、操作者が操作する部分であるノブ部５１が、トップケース６０から露出した状態で、トップケース６０に取付けられる。トップケース６０に取付けられた状態では、レバー部材５０は、水平方向（即ちベース部材１０の上面１１と平行な方向）にスライド可能としてある。スライド可能とする機構については後述する。

レバー部材５０は、ノブ部５１のほぼ中央で、所定幅で薄板状のブラシ部５３を保持してある。この例でのブラシ部５３は、所定の弾性を有する金属薄板で構成させてあり、アウトサート成形で一体化させてある。即ち、樹脂部品で構成されるレバー部材５０本体を樹脂成形する際に、その成形する金型内に金属薄板を予め配置して、ブラシ部５３をレバー部材本体と一体化させてある。
また、ブラシ部５３の両脇には、厚板形状のケース収納部５２を備える。このケース収納部５２は、樹脂でノブ部５１と一体に成形させてある。ケース収納部５２は、トップケース６０にレバー部材５０を取付けることで、肩部５２ａがトップケース６０の壁部６１の内面と接触する構成としてある。

図２及び図３は、レバー部材５０を示した図である。図２は下側から見た図であり、図１とは反対側の面から見た図である。
細長で薄板形状のブラシ部５３は、下側の面の中央に、突起部５３ａを設けてある。この突起部５３ａは、例えばプレス加工で形成させる。ノブ部５１に固定されるブラシ部５３の保持部５３ｂは、本例ではノブ部５１の側面まで突出させてあるが、ブラシ部５３の端部がノブ部５１内に隠れる構成としてもよい。
ブラシ部５３の先端部５３ｃは、両脇のケース収納部５２の先端部５２ｂよりも突出した長さとしてあり、トップケース６０内に収まる本来の長さよりも若干長くしてある。

図４及び図５は、レバー部材５０をトップケース６０に嵌めた状態を示した図である。
図４は下側から見た図であり、図５は断面図であり、図５（ａ）はレバー部材５０を押していない状態の断面を示し、図５（ｂ）は同じ断面で、レバー部材５０を押した状態を示す。
図４に示されるように、レバー部材５０の２つのケース収納部５２の肩部５２ａが、トップケース６０の壁部６１と接するように、トップケース６０に収納される。また、レバー部材５０のブラシ部５３の先端部５３ｃは、図５（ａ）に示すように、トップケース６０の壁部６１と上面との間の隅部６２に係止させる構成としてある。ここで、薄板状のブラシ部５３の長さは、本来トップケース６０に収納される長さよりも若干長くしてあり、そのために図５（ａ）に示すように弓なりに湾曲した状態で、配置される。この弓なりに湾曲した状態では、ブラシ部５３の中央の突起部５３ａが最も下側に位置した状態となっている。ケース収納部５２の先端部５２ｂは、次に説明する水平移動ができるために、対向した壁部６１との間で、少なくとも水平移動できる距離だけ隙間を形成させてある。

そして、図５（ｂ）に示すように、レバー部材５０のノブ部５１が、矢印Ｐで示すように水平に押されることで、レバー部材５０がトップケース６０内で水平に移動する。この押し込まれた状態では、薄板状のブラシ部５３は、その押し込まれた距離に対応して大きく湾曲し、突起部５３ａの位置が下側に下がる。この図５（ｂ）に示すレバー部材５０が押し込まれた状態で、ノブ部５１を押している力が働かなくなると、薄板状のブラシ部５３の弾性力で、レバー部材５０が図５（ａ）に示す元の状態に戻される。

図６は、スイッチ装置として組み立てられた状態（即ちベース部材１０と組み合わされた状態）での、図５と同じ位置の断面を示したものであり、図６（ａ）はノブ部５１が押されていない状態を示し、図６（ｂ）はノブ部５１が押された状態を示す。
図６（ａ）に示すように、ベース部材１０の段差部１２に配置されたダイヤフラム３０は、湾曲部３１の中央が、薄板状のブラシ部５３の突起部５３ａと接触している。この状態では、ダイヤフラム３０は第１導電パターン２１とだけ接触して、スイッチの状態としてはオフ状態である。

そして、図６（ｂ）に示すように、ノブ部５１が矢印Ｐで示すように押されて、レバー部材５０が水平に押し込まれることで、薄板状のブラシ部５３の突起部５３ａの位置が下側に下がる。この突起部５３ａの位置が下がることで、ダイヤフラム３０の湾曲部３１の中央が押し下げられ、その湾曲部３１が第２導電パターン２２と接触するようになる。従って、第１導電パターン２１と第２導電パターン２２とが導通して、スイッチの状態としてはオン状態となる。この図６（ｂ）に示すレバー部材５０が押し込まれた状態で、ノブ部５１を押している力が働かなくなると、薄板状のブラシ部５３の弾性力で、レバー部材５０が図６（ａ）に示す元の状態に戻される。

このように構成されるスイッチ装置によると、レバー部材５０は、そのレバー部材５０が備える薄板状のブラシ部５３の変形で、ダイヤフラム３０を押し下げることができる共に、その薄板状のブラシ部５３自身が持つ弾性で、押し込まれたレバー部材５０を押し戻す力を生じさせることができる。従って、レバー部材５０のブラシ部５３が適正な弾性力を持つように製作すれば、スイッチ装置として適正に作動するようになり、スイッチ装置の構成の簡易化に貢献する。ブラシ部５３の弾性力は、ブラシ部を構成する金属板の材質と厚みで決まるため、均一な弾性力とすることができ、組み立て時に特別な調整工程を行うことなく、適正な状態に精度良く組み立てることができる。
また、トップケース６０は、レバー部材５０が平行移動可能に保持するだけで良く、従来例で説明したようにレバー部材５０を下側に押し下げる力を生じさせる機構が必要なく、トップケース６０は単なる樹脂ケースとして簡単に構成させることが可能となる。
また、本例の場合には、レバー部材５０のブラシ部５３をアウトサート成形で固定させるようにしたので、レバー部材５０の樹脂成形時にレバー部品として完成し、ブラシ部５３を固定させる作業が別途必要でない効果を有する。

なお、図２や図３に示したレバー部材５０は、ブラシ部５３をアウトサート成形で固定させる構成としたが、レバー部材に嵌め込む構成で、一体化させる構成としてもよい。
図７及び図８は、この場合のレバー部材の構成例を示した図で、図７は上側から見た平面図で、図８は、トップカバー６０に取付けた状態の断面図である。
図７に示すように、レバー部材１００は、ノブ部１０１と、そのノブ部１０１から内側に伸びた２本のケース収納部１０２とを備える。２本のケース収納部１０２の間に、ブラシ部１１０が取付けられる。ブラシ部１１０を取付けるために、ノブ部１０１の内側には、係止部１０３及び１０４を有する。
ブラシ部１１０は、細長い薄板の金属板又は樹脂板で構成させてあり、先端部１１１をケース収納部１０２の先端部１０２ａよりも突出させてあり、先端部１１１と反対側の取付け部１１２に、折り曲げ部１１４及び１１５を設けてある。中央には、図８に示すように突起部１１３を有する。
ブラシ部１１０をレバー部材１００に取付けた状態では、ブラシ部１１０の取付け部１１２の折り曲げ部１１４及び１１５が、レバー部材１００側の係止部１０３及び１０４に係止されて、固定される。図８では、ブラシ部１１０の先端部１１１が、トップカバー６０の隅部６２に係止された状態で示してある。
このようにブラシ部１１０をレバー部５０に嵌め込んで固定させる構成としても、図１例のスイッチ装置と同様のスイッチ装置とすることができる。

また別の例として、ブラシ部を、レバー部材と一体で樹脂成形するようにしてもよい。
図９及び図１０は、この場合のレバー部材の構成例を示した図で、図９（ａ）は下から見た平面図、図９（ｂ）は側面図で、図１０は断面図である。
図１０の断面で見ると判るように、レバー部材２００として、ノブ部２０１から伸びた薄板状の樹脂製のブラシ部２１０として、レバー部本体と一体に樹脂成形で構成させてある。ブラシ部２１０は、既に説明した図５，図６の例と同様の弾性力が得られるように、薄板状に形成させる。弾性力は、そのブラシ部を構成する樹脂材の材質と、厚みで決まる。
このように構成されるレバー部材２００の場合には、ブラシ部２１０が樹脂製であるため、形状の自由度が高く、図９の例の場合には、先端２１１が二股形状としてある。中央の突起部２１２についても、樹脂で成形させてある。ブラシ部２１０の両脇には、ノブ部２０１から伸びたケース収納部１０２を構成させてある。
ブラシ部２１０とノブ部２０１との接続部２１３については、若干厚さを厚くしてあり、ブラシ部２１０の強度を持たせるようにしてある。また、この例のブラシ部２１０の場合には、図９（ｂ）及び図１０に示すように、予め先端部１１１が若干上側に持ち上がった湾曲形状としてあり、トップケース６０に嵌め込んだときに、先端部１１１が自動的に上側の隅部に位置するようにしてある。

このようにブラシ部２１０をレバー部材本体と同じ樹脂材料で一体に樹脂成形させることで、ブラシ部を別部材で用意する必要がなく、スイッチ装置としての構成をより簡単にすることができる。

また、ここまで説明した各構成例では、ブラシ部の先端は、トップケース６０の隅部６２（図６）に係止させる構成としたが、ブラシ部の先端を、ベース部材側に係止させる構成としてもよい。或いは、トップケース６０の壁部６１の途中などに、ブラシ部の先端を係止させる機構を別途設けるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態のスイッチ装置の例を示す分解斜視図である。 図１例のスイッチ装置のレバー部材を下側から見た平面図である。 図２のII−II線に沿う断面図である。 図１例のレバー部材をカバー部材に嵌めた状態を下側から見た平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図で、（ａ）はレバー部材を押してない状態、（ｂ）はレバー部材を押した状態の図である。 図５と同じ断面で、組み立てられた状態の断面図で、（ａ）はレバー部材を押してない状態、（ｂ）はレバー部材を押した状態の図である。 本発明の他の実施の形態のスイッチ装置のレバー部材の例を示す平面図である。 図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態のスイッチ装置のレバー部材の例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 従来のスイッチ装置の一例を示す分解斜視図である。 図１１例のスイッチ装置を組み立てた状態の断面図である。

符号の説明

１…ベース部材、２ａ，２ｂ…導電パターン、３…ダイヤフラム、４…カバーフィルム、５…ノブ、６…カバー部材、１０…ベース部材、１１…上面、１２…段差部、２１…第１導電パターン、２２…第２導電パターン、３０…ダイヤフラム、３１…湾曲部、３２…平面部、４０…カバーフィルム、５０…レバー部材、５１…ノブ部、５２…ケース収納部、５２ａ…肩部、５２ｂ…先端部、５３…ブラシ部、５３ａ…突起部、５３ｂ…保持部、５３ｃ…先端部、６０…トップケース、６１…壁部、６２…隅部、１００…レバー部材、１０１…ノブ部、１０２…ケース収納部、１０３…係止部、１１０…ブラシ部、１１１…先端部、１１２…取付け部、１１３…突起部、１１４…折り曲げ部、２００…レバー部材、２０１…ノブ部、２０２…ケース収納部、２１０…薄板部、２１１…先端部

Claims (4)

1. 第１の導電パターンと第２の導電パターンとが所定の間隔をあけて上面に配置されたベース部材と、
   前記ベース部材の上面に配置され、少なくとも一部が湾曲した導電部材で構成されたダイヤフラムと、
   前記ベース部材の上面に沿って平行移動可能に配置されたレバー部材とを備え、
   前記レバー部材を平行移動させることで、前記ダイヤフラムを前記ベース部材側に押し下げて、前記ベース部材の上面に配置された前記第１の導電パターンと前記第２の導電パターンとを、前記ダイヤフラムで導通させるスイッチ装置であって、
   前記レバー部材として、弾性を有する薄板部を設け、
   前記レバー部材の薄板部の先端を、前記ベース部材又はそのベース部材上に配置された部材の壁部に係止させ、
   前記レバー部材を前記平行移動させることでの前記薄板部の変形で、前記ダイヤフラムを前記ベース部材側に押し下げると共に、前記薄板部の弾性により、前記所定の方向とは反対の方向に戻す力を生じさせる構成としたことを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１記載のスイッチ装置において、
   前記レバー部材の弾性を有する薄板部は、金属製の薄板で構成したことを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項２記載のスイッチ装置において、
   前記レバー部材の本体を構成する樹脂部材の成形時に、前記金属製の薄板を成型用金型内に配置して、レバー部材本体と薄板とを一体化することを特徴とするスイッチ装置。
4. 請求項１記載のスイッチ装置において、
   前記レバー部材は樹脂部材とし、前記薄板部は、レバー部材本体を構成する樹脂材料で前記弾性が得られる厚さに薄くして、レバー部材本体と一体に樹脂成形したことを特徴とする体を構成する樹脂部材の成型時に一体に固定させることを特徴とするスイッチ装置。

Images