JP2013235679A - 押釦スイッチ機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】キートップの押圧方向とこのキートップによって押圧される押圧スイッチの押圧方向とが異なる構造の押釦スイッチ機構であって、構造が簡単で小型化を図ることができる押釦スイッチ機構を提供すること。
【解決手段】回路基板10の表面に設置される押圧スイッチ11と、回路基板10の表面に沿う方向に移動する押圧部63を有するキートップ60と、回路基板10の表面上に載置されキートップ60の押圧部63に対向する被押圧部39と押圧スイッチ11に対向するスイッチ押圧部37と回動中心となる支点45とを有する回動部材30とを具備する。キートップ60の押圧部63が回動部材30の被押圧部39を押圧してこの回動部材30が支点45を中心に回動することでスイッチ押圧部37によって押圧スイッチ11がオンオフ操作される。
【選択図】図7

Description

本発明は、押釦スイッチ機構に関するものである。
テレビ、パソコン、その他各種電子機器の外装ケースには、この電子機器を操作するための各種押釦スイッチ機構が取り付けられている。この種の押釦スイッチ機構は、例えば特許文献1の図3に示すように、回路基板(60)の表面に設置した押圧スイッチ(65)上にキートップ(31,33,35,37,39)を設置し、その上にケース(10)を被せて構成されている。
特開2010−118195号公報
一方、電子機器の小型・薄型化により、これら電子機器に内蔵する押釦スイッチ機構の設置位置も制限され、場合によってはキートップ(押釦)を押圧する方向と、このキートップによって押圧される回路基板上の押圧スイッチの押圧方向とが異なる場合が生じる。例えば薄型テレビ(又はパーソナルコンピュータ等の薄型ディスプレイ)を構成する薄い外装ケースの外周側面にキートップ(押釦)を設置し、一方前記外装ケース内にその表裏両面に平行になるように収納した回路基板上に押圧スイッチを設置し、前記キートップを外装ケースの外周側面から外装ケースの表裏両面に平行な方向に押し込むことによって、回路基板上の押圧スイッチをその真上(即ち表裏面に垂直な方向)から押圧操作するような場合である。
このような場合、キートップと押圧スイッチの間にキートップの押圧方向を直角な方向に変換して押圧スイッチを押圧する中間部材が必要になり、またこの中間部材を動作自在に取り付けるための取付機構も必要になり、これらのことから押釦スイッチ機構の小型化が阻害されていた。
また上述のように、キートップの押圧方向と押圧スイッチの押圧方向とを直交させなければならない構造の押釦スイッチ機構において従来は、押圧スイッチとして専用のスイッチ(基板上に設置したケースの内部に作動部材を上下動自在に収納し、基板から端子を突出した構造の独立したスイッチ)を使用していた。このためそのスイッチの購入コストとこのスイッチの回路基板への取付コストがかかり、低コスト化が阻害されていた。またこの種の専用のスイッチは回路基板に半田で実装することが多いため、実装するための手間がかかり、この点からもさらに取付コストがかかっていた。またこの専用のスイッチを回路基板に半田実装する場合は、基板が半田実装温度に耐えなければならないため、回路基板の材料選定が限られてしまい、この点からもコストの低減化が図れなかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、キートップの押圧方向とこのキートップによって押圧される押圧スイッチの押圧方向とが異なる構造の押釦スイッチ機構であって、構造が簡単で小型化を図ることができ、さらに製品コストの低廉化が図れる押釦スイッチ機構を提供することにある。
本発明にかかる押釦スイッチ機構は、回路基板の表面に設置される押圧スイッチと、前記回路基板の表面に沿う方向に移動する押圧部を有するキートップと、前記回路基板の表面上に載置され前記キートップの押圧部に対向する被押圧部と前記押圧スイッチに対向するスイッチ押圧部と回動中心となる支点とを有する回動部材とを具備し、前記キートップの押圧部が前記回動部材の被押圧部を押圧してこの回動部材が支点を中心に回動することでスイッチ押圧部によって前記押圧スイッチがオンオフ操作される構成となっている。
この発明は上述のように、押圧スイッチを設置した回路基板と同一の回路基板上に回動部材を載置し、この回動部材をその支点を軸にして回動(揺動)する構成なので、回動部材の設置スペースを小さくできる。また構成部品も少なくて済む。これによって、キートップの押圧方向とこのキートップによって押圧される押圧スイッチの押圧方向とが異なる構造の押釦スイッチ機構の小型化と低コスト化とを図ることができる。
前記押釦スイッチ機構は、前記回路基板の側辺に設けたキートップ当接部に前記キートップに設けた支持部を当接することで、この支持部を中心に前記キートップの押圧部を前記回路基板の表面に沿う方向に揺動移動させるように構成することが好ましい。このように回路基板の側辺にキートップの支持部を当接してキートップを揺動させれば、キートップの移動動作が不安定になることはなく、キートップに常に安定した一定の動作を行わせることが可能になる。
また前記押釦スイッチ機構は、前記回動部材の支点を前記回路基板の表面に接触し、且つこの回動部材の支点の左右両側に回転支持軸を設け、これら回転支持軸を前記回路基板の表面を覆うケースに設けた係止凹部又は前記回路基板上に取り付けられる他の機能部品に設けた係止凹部に係止することによって回動部材を所定位置に支持することが好ましい。このように回動部材の支点を回路基板の表面に接触させた状態で、回動部材の回転支持軸をケース又は他の機能部品の一部に設けた係止凹部によって支持する構造とすれば、特別な部品を用いず、簡素な構造で回動部材を回動自在に回路基板上で支持することができる。
また前記押釦スイッチ機構は、前記キートップに可撓性を有するヒンジ部の一端を連結し、その他端に設けた保持部を前記ケースに保持し、その際前記ヒンジ部の弾性力によって前記キートップの押圧部を前記回動部材の被押圧部に弾接させることが好ましい。このように保持部をケースに保持すれば、キートップを容易且つ確実にケースに保持することができる。同時にキートップの押圧部を回動部材の被押圧部に弾接させるので、この押釦スイッチ機構が振動などしても、両者間を確実に常に当接状態にしておくことができ、がたつきを防止できる。
また前記押圧スイッチは、前記回路基板に形成したスイッチパターン上に反転板を載置することによって構成することが好ましい。このように押圧スイッチを構成すれば、従来の専用のスイッチに比べてその構造が簡素化され、また半田付けも不要で設置コストも廉価にでき、これらのことから小型化・低コスト化が図れる。また耐熱性の高くない素材の回路基板を使用できるので、この点からもコストの低廉化が図れる。
本発明によれば、キートップの押圧方向とこのキートップによって押圧される押圧スイッチの押圧方向とが異なる構造の押釦スイッチ機構において、その構造を簡単にでき小型化を図ることができる。
電子機器1の斜視図である。 電子機器1の分解斜視図(但しケース150は省略)である。 ケース150を下側から見た斜視図である。 ケース150を図3とは異なる方向から見た斜視図である。 回動部材30とキートップ60を図2とは別の方向から見た斜視図である。 回動部材30を下側から見た斜視図である。 押釦スイッチ機構の概略側断面図(図1のA線部分の概略断面図)である。 押釦スイッチ機構の内の回路基板10と回動部材30とキートップ60の配置状態を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の1実施形態に係る押釦スイッチ機構を用いて構成した電子機器1の斜視図、図2は電子機器1の分解斜視図(但しケース150は省略)、図3はケース150を下側から見た斜視図、図4はケース150を図3とは異なる方向から見た斜視図である。これらの図に示すように電子機器1は、回路基板10の上に、本実施形態に係る押釦スイッチ機構を構成する回動部材30及びキートップ60と、多方向押圧型キートップ機構110とを載置し、さらにその上をケース(以下「外装ケース」という)150で覆って構成されている。以下各構成部品について説明する。なお以下の説明において、「上」とは回路基板10から回動型物30側を向く方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。
回路基板10は硬質基板(具体的にはガラスエポキシ基板等)の表面に回路パターンを形成して構成されている。回路基板10の上面には、押釦スイッチ機構を構成する1つの押圧スイッチ11と、前記多方向押圧型キートップ機構110によって押圧される5つの押圧スイッチ13が取り付けられている。各押圧スイッチ11,13は、硬質基板上に形成したスイッチ接点パターンの上に、弾性金属板を略ドーム形状に形成してなる反転板(接点板)を取り付けて構成されており、この反転板を真上から押圧して反転することでスイッチがオンする構成となっている。また回路基板10の所定位置には多方向押圧型キートップ機構110の位置決め用の小孔15と、外装ケース150固定用の固定用孔17とが形成されている。また回路基板10の外周には矩形状の凹部からなるキートップ収納部19が設けられ、このキートップ収納部19内の側辺(底辺)を下記するキートップ60の支持部67が当接するキートップ当接部21としている。
図5は回動部材30とキートップ60を図2とは別の方向から見た斜視図、図6は回動部材30を下側から見た斜視図である。これらの図に示すように回動部材30は合成樹脂製であり、略水平方向を向く略平板状のスイッチ対向部31と、スイッチ対向部31の一端辺から略直角上方に屈曲してなる略平板状のキートップ対向部33とを有している。またスイッチ対向部31とキートップ対向部33の接続部分(屈曲している部分)の左右両側からは回転支持軸43が突出している。
スイッチ対向部31はその下面に小突起状のスイッチ押圧部37を設けている。一方キートップ対向部33はその背面(キートップ60に対向する側の面)の上辺に横長に突出する被押圧部39を設けている。またスイッチ対向部31とキートップ対向部33とを連結している屈曲部分には、水平方向(左右方向、横方向)に延びる略円柱状の支持部41が形成され、その両側からは支持部41の直径よりも小さい直径の円柱状の回転支持軸43が突出形成されている。支持部41は前記スイッチ対向部31の面よりも下側まで突出しており、その先端部分(図6に点線で示す線)を前記回路基板10に接触する支点45としている。
キートップ60は合成樹脂製であり、その外周には可撓性を有するヒンジ部71が連結され、さらにヒンジ部71の他端には保持部75が結合されている。キートップ60は略矩形状であって、その回動部材30側の面(回動部材30のキートップ対向部33に対向する側の面)の外周にはこれを囲むように薄板状のつば部61が形成されている。キートップ60の前記回動部材30側を向く面の略中央には押圧部63が設けられている。押圧部63は略四角柱の細棒状であって水平方向を向いており、前記回動部材30の横長の被押圧部39に対向する長さを有し、その左右両端には位置決めガイド突起65が突設されている。前述のように押圧部63は被押圧部39と略同じ長さなので、両ガイド突起65間の隙間寸法はキートップ対向部33の被押圧部39を設けた部分の幅寸法と略一致している。
キートップ60の一端辺(回路基板10側の辺、下側辺)近傍のつば部61の部分には、左右方向に延びる棒状突起からなる支持部67が形成されている。支持部67は前記回路基板10に設けたキートップ当接部21に当接する。なおつば部61の横幅寸法は前記回路基板10のキートップ収納部19の横幅寸法よりも小さく、従ってキートップ60はキートップ収納部19内に挿入できる。
ヒンジ部71は長尺の薄板帯状であり、十分な可撓性を持たせるための長さを確保するために、つば部61の上辺から突出して屈曲しながらキートップ60の側部に導き、水平に伸ばして保持部75に連結している。保持部75は略矩形状であり、その上辺に凹状のケース係止部77を設けている。
多方向押圧型キートップ機構110は図2に示すように、取付部材120の上面にリング形状のキートップ131と、キートップ131の中央に設けた開口133内に上下動自在に収納されるキートップ135とを設置して構成されている。取付部材120は4つの台部121(図2では3つのみ示す)と、キートップ131を多方向に揺動自在に保持するヒンジ部123とを具備しており、各台部121の下面には前記回路基板10の各小孔15に挿入される小突起125(図2では1か所のみ示す)が設けられている。また1つの台部121には小孔からなる位置決め部127が設けられている。また別の1つの台部121の下部には略U字状の凹部からなる係止凹部129が形成されている。またキートップ131,135の下面の前記回路基板10の5つの押圧スイッチ13に対向する位置にはそれぞれ図示しない押圧部が設けられている。
外装ケース150は合成樹脂製であり、上面151と側面153とを有し、上面151には前記キートップ131,135を露出させる円形の開口155が設けられ、側面153には前記キートップ60を露出させる矩形状の開口157が設けられている。上面151の裏面の前記回路基板10の各固定用孔17に対向する位置には4本の支柱159が設けられ、それらの先端面にはネジ穴161が形成されている。また上面151の裏面の前記多方向押圧型キートップ機構110の位置決め部127に対向する位置にはこれに挿入される小突起状の挿入係止部162が形成されている。
図4に示すように、外装ケース150の側面153の裏面の開口157の一方の側部には、上下方向に向けて平板状に突出する突出部165が設けられており、その下端部分が前記キートップ60のケース係止部77を嵌合する係合部163となっている。また図3に示すように、外装ケース150の上面151から開口157と係合部163の間に垂下された平板部167の下端部に矩形状の切り欠きからなる係止凹部169を設けている。
電子機器1を組み立てるには、まずキートップ60を外装ケース150の内側に配置し、その際キートップ60を開口157に挿入し、同時にキートップ60のケース係止部77に外装ケース150の係合部163を嵌合することで保持部75を外装ケース150に保持する。これによってキートップ60はその表面が外装ケース150の開口157から外方に露出した状態で、開口157内に押し込み自在に保持される。
次に外装ケース150の裏面側に多方向押圧型キートップ機構110を配置し、その際キートップ131,135を外装ケース150の開口155に挿入し、同時に外装ケース150の挿入係止部162を多方向押圧型キートップ機構110の位置決め部127に挿入してその回転方向の位置決めを行う。
次に外装ケース150の裏面側に回動部材30を配置し、その際一方の回転支持軸43を外装ケース150の係止凹部169内に挿入し、他方の回転支持軸43を多方向押圧型キートップ機構110の係止凹部129内に挿入する。またこのとき回動部材30の被押圧部39はキートップ60の押圧部63に当接(弾接)する。
次に外装ケース150の裏面側に回路基板10を配置し、その際多方向押圧型キートップ機構110の各小突起125を回路基板10の各小孔15に挿入して位置決めする。そしてこのとき回路基板10の各固定用孔17と外装ケース150の各ネジ穴161の位置を一致させ、各固定用孔17に回路基板10の下面側からビス170を挿入して各ネジ穴161に螺合することで外装ケース150と回路基板10間を固定する。これによって電子機器1の組み立てが完了する。
ここで図7は組み立てた本実施形態に係る押釦スイッチ機構の概略側断面図(図1のA−A部分の概略断面図)、図8は組み立てた押釦スイッチ機構の内の回路基板10と回動部材30とキートップ60の配置状態を示す斜視図である。これらの図に示すように、回動部材30はその支点45が回路基板10上に接触し、またその被押圧部39がヒンジ部71を少し撓めることによってキートップ60の押圧部63に弾接し、同時にスイッチ押圧部37が押圧スイッチ11の反転板上に当接している。またこのときキートップ60の下部(つば部61の部分)は回路基板10のキートップ収納部19内に挿入され、キートップ60の支持部67は回路基板10のキートップ当接部21に当接している。
このようにヒンジ部71を少し撓めることによる弾性力によって押圧部63と被押圧部39間、及びスイッチ押圧部37と押圧スイッチ11間、及び支持部67とキートップ当接部21間を弾接させているので、この押釦スイッチ機構を取り付けた電子機器1が振動などしても、がたつき音やがたつき振動などが発生することを確実に防止することができる。またこのとき図8に示すように、回動部材30のキートップ対向部33はキートップ60のガイド突起65の間に挿入されて幅方向の位置決めがなされるので、この点からも回動部材30はそのがたつきが防止される。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。
以上のように組み立てられた電子機器1において、キートップ60を押圧すると、図7に示すように、キートップ60は回路基板10のキートップ当接部21に当接している支持部67を中心に揺動し、支持部67の上方(回路基板10の上方)に位置する押圧部63が回路基板10の表面に沿う方向に略直線移動(厳密には揺動移動)し、回動部材30の被押圧部39を押圧する。回動部材30は被押圧部39が押圧されることで、支点45を中心に揺動し、スイッチ押圧部37が押圧スイッチ11を押圧してその反転板を反転し、押圧スイッチ11がオンする。なお上述のように回動部材30はその左右両側の回転支持軸43によって回路基板10上に支持されてはいるが、この回動部材30の揺動中心は回路基板10の表面に接触している支点45である。
前記キートップ60への押圧を解除すれば、反転板の元の形状への自動復帰力によって反転が解除されて押圧スイッチ11がオフすると同時に、スイッチ押圧部37が持ち上げられて回動部材30が支点45を中心に回動し、回動部材30及びキートップ60が元の位置に自動復帰する。
一方前記多方向押圧型キートップ機構110のキートップ131を揺動操作したり、その中央のキートップ135を押圧操作したりすることによって、何れかの押圧スイッチ13がオンオフ操作される。
以上説明したように、押圧スイッチ機構は図7に示すように、回路基板10の表面に設置される押圧スイッチ11と、回路基板10の表面に沿う方向に移動する押圧部63を有するキートップ60と、回路基板10の表面上に載置されキートップ60の押圧部63に対向する被押圧部39と押圧スイッチ11に対向するスイッチ押圧部37と回動中心となる支点45とを有する回動部材30とを具備し、キートップ60の押圧部63が回動部材30の被押圧部39を押圧してこの回動部材30が支点45を中心に回動することでスイッチ押圧部37によって押圧スイッチ11をオンオフ操作する構成となっている。このように押圧スイッチ11を設置した回路基板10と同一の回路基板10上に回動部材30を載置し、この回動部材30をその支点45を軸にして回動(揺動)する構成なので、回動部材30の設置スペースを小さくできる。また構成部品も少なくて済む。これによって、押圧スイッチ11を押圧する方向に対して略直交する方向にキートップ60を押圧することで押圧スイッチ11をオンオフさせる構造の押釦スイッチ機構の小型化が図れて狭いスペースでもその設置が可能になり、同時に低コスト化を図ることができる。
またこの押圧スイッチ機構は、回路基板10の側辺に設けたキートップ当接部21にキートップ60に設けた支持部67を当接することで、この支持部67を中心にキートップ60の押圧部63を回路基板10の表面に沿う方向に揺動移動させる構成なので、キートップ60の移動動作が不安定になることはなく、キートップ60に常に安定した一定の動作を行わせることが可能になる。
またこの押圧スイッチ機構は、回動部材30の支点45が回路基板10の表面に接触しており、且つこの回動部材30の支点45の左右両側に回転支持軸43を設け、これら回転支持軸43を回路基板10の表面を覆う外装ケース150に設けた係止凹部169と回路基板10上に取り付けられる他の機能部品である取付部材120に設けた係止凹部129に係止することによって回動部材30を回路基板10上の所定位置に支持する構成としている。なお外装ケース150に一対の係止凹部を設けてこれらに両回動支持軸43を係止しても良いし、他の機能部品に一対の係止凹部を設けてこれらに両回動支持軸43を係止しても良い。このように回動部材30の支点45を回路基板10の表面に接触させた状態で、回動部材30の回転支持軸43を外装ケース150又は他の機能部品120の一部に設けた係止凹部169,129によって支持する構造なので、特別な部品を用いず、簡素な構造で回動部材30を回動自在に回路基板10上に支持することができる。
またこの押圧スイッチ機構は、キートップ60に可撓性を有するヒンジ部71の一端を連結し、その他端に設けた保持部75を外装ケース150に保持し、その際ヒンジ部71の弾性力によってキートップ60の押圧部63を回動部材30の被押圧部39に弾接させる構成としている。このように保持部75を外装ケース150に保持するので、キートップ60を容易且つ確実に外装ケース150に保持することができる。同時にキートップ60の押圧部63を回動部材30の被押圧部39に弾接させるので、この押釦スイッチ機構を取り付けた電子機器1が振動などしても、両者間を確実に常に当接状態にしておくことができ、がたつきを防止できる。
またこの押釦スイッチ機構は、押圧スイッチ11を、回路基板10に形成したスイッチパターン上に反転板を載置することによって構成しているので、従来使用されていた専用のスイッチに比べてその構造が簡素化できる。また半田付けも不要なので取り付け作業が容易になる。また回路基板10への半田付けが不要なので、耐熱性の高くない素材の回路基板10を使用できる。これらのことから押釦スイッチ機構の製品コストの低廉化が図れ、また小型化が図れる。
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記例では硬質基板上に直接押圧スイッチを設けた例を説明したが、硬質基板の代りにフレキシブル回路基板を使用しても良い。また上記例ではキートップ60を揺動する構成としたが、直線移動する構成としても良く、要は回路基板10の表面に沿う方向に移動する押圧部を有するキートップであればよい。
1 電子機器
10 回路基板
11 押圧スイッチ
13 押圧スイッチ
21 キートップ当接部
30 回動部材
31 スイッチ対向部
33 キートップ対向部
37 スイッチ押圧部
39 被押圧部
43 回転支持軸
45 支点
60 キートップ
63 押圧部
67 支持部
71 ヒンジ部
75 保持部
110 多方向押圧型キートップ機構(他の機能部品)
129 係止凹部
150 外装ケース(ケース)
169 係止凹部

Claims (5)

  1. 回路基板の表面に設置される押圧スイッチと、
    前記回路基板の表面に沿う方向に移動する押圧部を有するキートップと、
    前記回路基板の表面上に載置され、前記キートップの押圧部に対向する被押圧部と、前記押圧スイッチに対向するスイッチ押圧部と、回動中心となる支点とを有する回動部材とを具備し、
    前記キートップの押圧部が前記回動部材の被押圧部を押圧してこの回動部材が支点を中心に回動することでスイッチ押圧部によって前記押圧スイッチがオンオフ操作されることを特徴とする押釦スイッチ機構。
  2. 請求項1に記載の押釦スイッチ機構であって、
    前記回路基板の側辺に設けたキートップ当接部に前記キートップに設けた支持部を当接することで、この支持部を中心に前記キートップの押圧部を前記回路基板の表面に沿う方向に揺動移動させることを特徴とする押釦スイッチ機構。
  3. 請求項2に記載の押釦スイッチ機構であって、
    前記回動部材の支点は前記回路基板の表面に接触しており、且つこの回動部材の支点の左右両側に回転支持軸を設け、これら回転支持軸を前記回路基板の表面を覆うケースに設けた係止凹部又は前記回路基板上に取り付けられる他の機能部品に設けた係止凹部に係止することによって回動部材を所定位置に支持することを特徴とする押釦スイッチ機構。
  4. 請求項2又は3に記載の押釦スイッチ機構であって、
    前記キートップには可撓性を有するヒンジ部の一端が連結され、その他端に設けた保持部を前記ケースに保持し、その際前記ヒンジ部の弾性力によって前記キートップの押圧部を前記回動部材の被押圧部に弾接させることを特徴とする押釦スイッチ機構。
  5. 請求項1に記載の押釦スイッチ機構であって、
    前記押圧スイッチは、前記回路基板に形成したスイッチパターン上に反転板を載置することにより構成されていることを特徴とする押釦スイッチ機構。
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