JP2015032417A - 防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の筺体の小型化あるいは薄型化に対応でき、筺体の強度を低下させることなく防水性能を発揮できる防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器を提供する。【解決手段】本発明は、電子機器１における押圧キーの部位からの防水を図るための防水用押釦スイッチ部材５であって、電子機器１の筺体２に形成される貫通孔１０に固定される筒状の弾性部材３０と、貫通孔１０の一方から弾性部材３０の筒内３１を貫通して、貫通孔１０の他方に配置されるスイッチ４０の上部に向けて配置される軸部２１を少なくとも備える押釦２０とを備え、弾性部材３０を、その筒内３１において軸部２１と固定して、筒内３１を閉塞する防水用押釦スイッチ部材５およびそれを備える電子機器１に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器に関する。

最近では、防水性の高い電子機器（例えば、携帯電話）の需要が高くなってきている。押釦などの駆動部位を有する電子機器の防水性を高めるには、当該駆動部位を動かしてもシール性を維持できる構造が要求される。従来から、このような要求に応えるために、駆動部位における様々な防水構造が提案されている。その一つに、電子機器の筺体に形成された貫通孔に、カップ形状の弾性部材をはめ込む防水構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

上記公知の防水構造は、より詳細には、次のような構造である。図７に、従来から公知の防水構造を構成する各部材の断面図（７Ａ）および当該各部材を組み立てた後の断面図（７Ｂ）を示す。図７に示す防水構造１００は、電子機器の筺体１０１と、当該筺体１０１を貫通形成して成る貫通孔１０２の直下に配置されるスイッチ１０３と、スイッチ１０３と反対側（外側）から貫通孔１０２にはめ込まれるカップ部材１０４と、カップ部材１０４の内部１０５に一部を挿入される押釦１０６とから主に構成される。カップ部材１０４は、シリコーンゴム等の伸縮性に富む弾性材料から成り、貫通孔１０２の外側で係止されるフランジ部１０７と、貫通孔１０２の内側面と接する突出部１０８と、スイッチ１０３と接する底部１０９とを備える。フランジ部１０７は、その内部に金属あるいは硬質樹脂から成る筒状の補強部材１１０を備えている。このような補強部材１１０を埋設することにより、フランジ部１０７は、押釦１０６をスイッチ１０３に向けて駆動したときに貫通孔１０２に引き込まれない。底部１０９は薄肉状に形成されているので、カップ部材１０４の開口側から押釦１０６の軸部１１１を底部１０９に接触させて押し込むことにより、スイッチ１０３を押すことができる。また、カップ部材１０４を貫通孔１０２の中に強く押し込んでセッティングすることにより、突出部１０８と貫通孔１０２の内側面との間からの浸水を効果的に防止できる。

特開２００６−３４４５２８号公報

しかし、上記従来の防水構造は、次のような問題を有する。カップ部材１０４を筺体１０１に正確に位置決めし、かつカップ部材１０４が貫通孔１０２の内方に抜けるのを防止するには、フランジ部１０７が必須となる。このため、筺体１０１の外側に、フランジ部１０７の占有スペースが発生する。これは、電子機器の筺体のさらなる小型化や薄型化の障害となる。また、貫通孔１０２からの浸水の防止は、カップ部材１０４の筒部の外側面に形成された突出部１０８を貫通孔１０２の内側面に押圧して潰すことによって実現される。このため、突出部１０８の肉厚を大きくしないと、貫通孔１０２の内側面に対する高い押圧を得ることが困難となり、その結果、防水性能が低下する。これを防止するために、突出部１０８の肉厚を大きくし、貫通孔１０２をカップ部材１０４に合わせて大きくすると、筺体１０１自体の強度が低下する。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、電子機器の筺体の小型化あるいは薄型化に対応でき、筺体の強度を低下させることなく防水性能を発揮できる防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、電子機器における押圧キーの部位からの防水を図るための防水用押釦スイッチ部材であって、電子機器の筺体に形成される貫通孔に固定される筒状の弾性部材と、貫通孔の一方から弾性部材の筒内を貫通して、貫通孔の他方に配置されるスイッチの上部に向けて配置される軸部を少なくとも備える押釦とを備え、弾性部材の筒内を軸部と固定し、筒内を閉塞している。

別の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、さらに、弾性部材の筒内において、筒の内壁から径方向内側に向かって延出する筒内リブを備え、軸部の側面を筒内リブと固定して、弾性部材の筒内を閉塞している。

別の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、さらに、軸部の側面に、軸部の径方向外側に向かって延出する軸側リブを備え、軸側リブと筒内リブとを固定して、弾性部材の筒内を閉塞している。

別の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、さらに、軸側リブには、筒内リブを上下両側から挟持する軸側上リブおよび軸側下リブを備えている。

別の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、また、筒内リブには、軸側リブを上下両側から挟持する筒内上リブおよび筒内下リブを備えている。

別の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材は、また、弾性部材と軸部とを一体成形してなる。

また、一実施の形態に係る電子機器は、上述のいずれかの防水用押釦スイッチ部材を備える。

本発明によれば、電子機器の筺体の小型化あるいは薄型化に対応でき、筺体の強度を低下させることなく防水性能を発揮できる防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の斜視図を示す。 図２は、図１の電子機器に備えられる防水用押釦スイッチ部材を構成する各部材の組み立て前の断面図（２Ａ）および当該各部材の組み立て後の断面図（２Ｂ）を示す。 図３は、図２の防水用押釦スイッチ部材において、押釦をスイッチ側に押し込む前および押し込んだ後の筒内リブ近傍の各断面を拡大してそれぞれ示す。 図４は、第２の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材を構成する各部材の組み立て前の断面図（４Ａ）および当該各部材の組み立て後の断面図（４Ｂ）を示す。 図５は、図４の防水用押釦スイッチ部材において、押釦をスイッチ側に押し込む前および押し込んだ後の筒内リブ近傍の各断面を拡大してそれぞれ示す。 図６は、軸部２１と弾性部材３０の筒内３１との接続部分の一例の拡大断面図（６Ａおよび６Ｂ）を示す。 図７は、従来から公知の防水構造を構成する各部材の断面図（７Ａ）および当該各部材を組み立てた後の断面図（７Ｂ）を示す。

以下、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材およびそれを備える電子機器の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器の斜視図を示す。図２は、図１の電子機器に備えられる防水用押釦スイッチ部材を構成する各部材の組み立て前の断面図（２Ａ）および当該各部材の組み立て後の断面図（２Ｂ）を示す。図３は、図２の防水用押釦スイッチ部材において、押釦をスイッチ側に押し込む前および押し込んだ後の筒内リブ近傍の各断面を拡大してそれぞれ示す。

この実施の形態に係る電子機器１は、機器本体の外側を覆う筐体２および筐体２の開口側に配置される表示面３を備える。表示面３は、表示のみの部位、あるいは表示と操作を可能とする部位であっても良い。筐体２は、その側面に、押圧キーを備える。筐体２は、好適には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの樹脂、セラミックス、ガラス、金属、カーボンなどの比較的硬度の高い材料から構成される。この実施の形態では、筐体２は、成形性に優れ、硬度も比較的高い樹脂、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳなどの樹脂から構成される。

図１および図２に示すように、防水用押釦スイッチ部材５は、電子機器１における押圧キーの部位からの防水を図るための部材であって、筺体２に形成される貫通孔１０に固定される筒状の弾性部材３０と、貫通孔１０の一方（筐体２の外側）から弾性部材３０の筒内３１を貫通して、貫通孔１０の他方（筐体２の内側）に配置されるスイッチ４０の上部に向けて配置される軸部２１を少なくとも備える押釦２０とを備える。弾性部材３０は、その筒内３１において軸部２１と固定され、筒内３１を閉塞する。電子機器１は、筐体２の内側であって貫通孔１０の直下に、スイッチ４０を備える。スイッチ４０は、ここでは、金属性の平板４１の一部を貫通孔１０側に湾曲状に突出させたドーム部４２を有するドームスイッチであるが、押圧式であれば、タクタイルスイッチ等の他種のスイッチでも良い。また、スイッチ４０の詳細な構成は説明しないが、ドーム部４２を貫通孔１０側から押圧を与えることによってオンになり、当該押圧を解放することによりオフになるような接点を配置した構成を有する。スイッチ４０は、導電性に優れた金属、例えば、ＳＵＳなどから好適に構成されるが、弾性変形可能な限り、他の材料で構成することもできる。例えば、スイッチ４０は、後述する押釦２０の好適な樹脂材料の内側に導電性コーティングを施したものでも良い。

押釦２０は、弾性部材３０と固定される軸部２１と、その軸部２１の外側に軸部２１より大きな天面部２２とを有する。この実施の形態では、軸部２１は、天面部２２と別体であって、弾性部材３０の成形時に一体的に製造される。しかし、押釦２０は、軸部２１と天面部２２とを一体化したものでも良い。さらには、天面部２２は、押釦２０において必須の構成部ではなく、軸部２１のみからなる押釦２０であっても良い。また、軸部２１と天面部２２とは、物理的に離れていても良い。軸部２１の先端はスイッチ４０の上に接触しているが、離れていても良い。以後の各実施の形態でも同様である。押釦２０を構成する軸部２１および天面部２２は、好適には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの樹脂、セラミックス、ガラス、金属、カーボンなどの比較的硬度の高い材料から構成される。この実施の形態では、例えば、軸部２１は、好適には、導電性が低く、スイッチ４０に対して絶縁性を維持しやすい樹脂、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳなどの樹脂から構成される。

弾性部材３０は、その筒内３１において、筒の内壁から径方向内側に向かって延出する筒内リブ３２を備える。図２中、（２Ｂ）の部位Ａを拡大して示すように、軸部２１は、その外周面を、弾性部材３０の筒内リブ３２の部分と固定されている。軸部２１と弾性部材３０との固定方法は、軸部２１と筒内リブ３２との間に接着剤を介在させる方法の他、軸部２１を金型にセットし、その金型内に弾性部材３０を成形するための未硬化状態のゴム組成物を流し込み、軸部２１と弾性部材３０とを一体成形する方法であっても良い。軸部２１と弾性部材３０との接着性が低いような場合には、軸部２１の外側面にプライマーなどを予め付与し、軸部２１と弾性部材３０との接着強度を向上させるのが好ましい。筒内リブ３２は、軸部２１を貫通可能な孔を有する閉塞壁であって、軸部２１の外側面と固定されることにより、スイッチ４０側と押釦２０側とを隔離し、筒内３１を閉塞している。

図３に示すように、押釦２０をスイッチ４０に向けて押し込むと、軸部２１は筒内リブ３２との固定状態を保持しながら内側（スイッチ４０側）に動く。このとき、筒内リブ３２は、軸部２１との固定により、矢印方向に引っ張られる。一方、押釦２０の押圧を解放すると、押釦２０は、ドーム部４２の弾性復帰力の作用を受けて筒内リブ３２との固定状態を保持しながら外側（筐体２の外側）に動く。このとき、軸部２１は、筒内リブ３２が元の状態に復帰する弾性復帰力も利用して、上方に容易に戻ることができる。弾性部材３０は、筒内リブ３２が軸部２１の動きに対して柔軟に変形する必要から、好適には、伸縮性に富む比較的柔らかい材料から成る。弾性部材３０の好適な材料としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴムあるいはスチレンブタジエンゴム等の熱硬化性エラストマー、ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系あるいはフッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を挙げることができる。

弾性部材３０は、好適には、軸部２１と共に、筐体２とも一体成形によって形成できる。一体成形により貫通孔１０に弾性部材３０を備え、かつ筐体２と弾性部材３０との接着性が低いような場合には、貫通孔１０の内側面にプライマーなどを予め付与し、貫通孔１０と弾性部材３０との接着強度を向上させるのが好ましい。なお、弾性部材３０を貫通孔１０の内側に形成する方法は、上述の一体成形に限定されず、例えば、予め、弾性部材３０を成形しておき、貫通孔１０の内側面との間に接着剤を介在させて、弾性部材３０と貫通孔１０とを固定しても良い。また、弾性部材３０が貫通孔１０から容易に抜けないのであれば、予め成形した弾性部材３０を貫通孔１０内に嵌め込んで固定しても良い。

以上説明したように、電子機器１における押圧キーの部位からの防水を図るため、防水用押釦スイッチ部材５は、その主要構成部として、筺体２に形成される貫通孔１０に固定される筒状の弾性部材３０と、貫通孔１０の一方から弾性部材３０の筒内３１を貫通して、貫通孔１０の他方に配置されるスイッチ４０の上部に向けて配置される軸部２１を少なくとも備える押釦２０とを備える。弾性部材３０は、その筒内３１において軸部２１と固定され、筒内３１を閉塞する。その閉塞部位は、弾性部材３０の筒の内壁から径方向内側に向かって延出する筒内リブ３２である。このような構成によれば、従来のスイッチ部材を構成するカップ部材に備えるようなフランジを必要としない。このため、スイッチ部材のスペースをより小さくできる。また、フランジに埋設される補強部材も不要となるため、スイッチ部材の構成部品を減らすことができる。さらに、肉厚の大きなカップ部材を備える必要がないので、筐体２の貫通孔１０を従来よりも小さくでき、筐体２の強度をより高めることができる。また、軸部２１によってスイッチ４０のドーム部４２を直接押すことができるので、クリック感がより向上する。さらに、押釦２０と弾性部材３０とが固定されているので、押釦２０が筐体２から外側に抜けるのを防止する特別な機構を設ける必要もない。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器および防水用押釦スイッチ部材について説明する。電子機器の構成については、第１の実施の形態と大部分が共通するので、第１の実施の形態と共通する説明を省略する。また、防水用押釦スイッチ部材について、第１の実施の形態と共通する部分について、重複した説明を省略する。

図４は、第２の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材を構成する各部材の組み立て前の断面図（４Ａ）および当該各部材の組み立て後の断面図（４Ｂ）を示す。図５は、図４の防水用押釦スイッチ部材において、押釦をスイッチ側に押し込む前および押し込んだ後の筒内リブ近傍の各断面を拡大してそれぞれ示す。

この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材５ａは、第１の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材５と異なり、軸部２１の側面に、軸部２１の径方向外側に向かって延出する軸側リブを２段に備え、筒内リブ３２をそれら軸側リブにて挟むようにして固定する。具体的な構成は、以下の通りである。

図４の（４Ｂ）の部位Ｂを拡大して示すように、押釦２０の軸部２１は、その外側面に、軸部２１の長さ方向に沿って、径方向外側に突出する軸側上リブ２３と軸側下リブ２４とを備える。軸側上リブ２３と軸側下リブ２４とは、ともに軸側リブの一部を構成する。軸側上リブ２３および軸側下リブ２４は、ともに、弾性部材３０の筒内３１の直径以下で、かつ筒内リブ３２の開口部の直径より大きく形成されている。軸側上リブ２３と軸側下リブ２４との間には、筒内リブ３２とほぼ同じ幅の隙間２５が存在する。筒内リブ３２は、隙間２５にて、軸側上リブ２３と軸側下リブ２４とで挟持された状態で、軸部２１と固定され、筒内３１を閉塞している。

図５に示すように、押釦２０をスイッチ４０側に押し込むと、軸部２１の軸側上リブ２３および軸側下リブ２４は、筒内リブ３２を挟持したまま下降し、筒内リブ３２を矢印方向に変形させる。押釦２０の押圧を解放すると、スイッチ４０のドーム部４２が元の状態に戻る力に加え、筒内リブ３２が元の状態に戻る力も利用できるので、押釦２０をその押圧前の位置に確実に戻すことができる。また、筒内リブ３２と軸側リブとの接触面積を多くすることもできるので、防水性能をより高めることができる。

＜その他の実施の形態＞
以上、本発明の好適な各実施の形態について説明したが、本発明は、上述の各実施の形態に限定されず、種々変形実施可能である。

例えば、弾性部材３０の筒内３１と軸部２１とを固定して筒内３１を閉塞する限り、軸部２１および筒内３１はどのような形態で固定されていても良い。

図６は、軸部２１と弾性部材３０の筒内３１との接続部分の一例の拡大断面図（６Ａおよび６Ｂ）を示す。

図６の（６Ａ）に示すように、軸部２１の外側面に１つの軸側リブ２６を形成し、弾性部材３０の筒内３１に１つの筒内リブ３２を形成し、軸側リブ２６の直下に筒内リブ３２を固定しても良い。軸側リブ２６は、押釦２０のスイッチ４０側への押圧を解放した際、ドーム部４２の弾性復帰力のみならず、筒内リブ３２の弾性復帰力も受け、元の状態に容易に戻ることができる。上記の例と異なり、筒内リブ３２の直下に軸側リブ２６を固定しても良い。しかし、そのような構成とすると、押釦２０をスイッチ４０側に押圧した際、軸側リブ２６は、筒内リブ３２から離れる方向に移動する。このため、軸側リブ２６と筒内リブ３２との固定を長期間維持できず、互いに分離する危険性がある。かかる理由から、６Ａに示す構成の方が好ましい。

また、図６の（６Ｂ）に示すように、筒内リブは、１つの軸側リブ２６を上下両側から挟持する筒内上リブ３４および筒内下リブ３５を備えても良い。この形態は、第２の実施の形態における軸側リブ（軸側上リブ２３と軸側下リブ２４）と筒内リブ３２の関係と逆の形態である。このように、筒内３１の内壁に２段に形成された筒内上リブ３４と筒内下リブ３５との隙間３６に軸側リブ２６を挟持する形態で、軸部２１と弾性部材３０とを固定することもできる。この他にも、軸側リブおよび筒内リブの個数あるいは形成位置を種々変形可能である。例えば、軸側リブおよび筒内リブを各１つのみではなく、各２つ設け、６Ａに示す構造を、軸部２１の長さ方向に２箇所設けても良い。６Ｂに示す構造も同様に、軸部２１の長さ方向に２箇所設けても良い。

本発明は、例えば、防水用の電子機器に利用できる。

１ 電子機器
２ 筐体
５，５ａ 防水用押釦スイッチ部材
１０ 貫通孔
２０ 押釦
２１ 軸部
２３ 軸側上リブ（軸側リブの一形態）
２４ 軸側下リブ（軸側リブの一形態）
２６ 軸側リブ
３０ 弾性部材
３１ 筒内
３２ 筒内リブ
３４ 筒内上リブ（筒内リブの一形態）
３５ 筒内下リブ（筒内リブの一形態）
４０ スイッチ
４２ ドーム部

Claims (7)

1. 電子機器における押圧キーの部位からの防水を図るための防水用押釦スイッチ部材であって、
   上記電子機器の筺体に形成される貫通孔に固定される筒状の弾性部材と、
   上記貫通孔の一方から上記弾性部材の筒内を貫通して、上記貫通孔の他方に配置されるスイッチの上部に向けて配置される軸部を少なくとも備える押釦と、
   を備え、
   上記弾性部材は、その筒内において上記軸部と固定され、上記筒内を閉塞することを特徴とする防水用押釦スイッチ部材。
2. 前記弾性部材は、その筒内において、筒の内壁から径方向内側に向かって延出する筒内リブを備え、
   前記軸部は、その側面を上記筒内リブと固定して、前記弾性部材の前記筒内を閉塞していることを特徴とする請求項１に記載の防水用押釦スイッチ部材。
3. 前記軸部は、その側面に、前記軸部の径方向外側に向かって延出する軸側リブを備え、
   上記軸側リブと前記筒内リブとを固定して、前記弾性部材の前記筒内を閉塞していることを特徴とする請求項２に記載の防水用押釦スイッチ部材。
4. 前記軸側リブは、前記筒内リブを上下両側から挟持する軸側上リブおよび軸側下リブを有することを特徴とする請求項３に記載の防水用押釦スイッチ部材。
5. 前記筒内リブは、前記軸側リブを上下両側から挟持する筒内上リブおよび筒内下リブを有することを特徴とする請求項３に記載の防水用押釦スイッチ部材。
6. 前記弾性部材と前記軸部は一体成形されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の防水用押釦スイッチ部材。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の防水用押釦スイッチ部材を備える電子機器。

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