JP2018195431A - スイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によってクリックノイズを抑制することができるスイッチ構造を提供すること。【解決手段】所定の大きさの力が加わると変形してスイッチ入力を受け付けるスイッチ部材と、スイッチ部材を押圧する押圧部材と、合成樹脂を用いて形成され、スイッチ部材に当接する第１層、および第１層の押圧部材側に積層されており、合成樹脂より高い剛性を有する材料を用いて形成される第２層を有し、スイッチ部材と押圧部材との間に介在する板状の中間部材と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、スイッチ構造に関する。

従来、ユーザがスイッチを入力する際にクリック感を感じることができるスイッチ構造として、ドーム状のクリックメタルを備えたスイッチ構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このスイッチ構造では、押しボタンとクリックメタルとの間に、シート状の合成樹脂と導電体とを積層してなるシートを介在させることにより、クリックメタルの反転音（クリックノイズ）がケーシングの外部に漏れることを防止している。

特開平４−３６３８２１号公報

しかしながら、上述した特許文献１は、クリックメタル上面をシートで包んだり、シートの一部をなす導電体をケーシングまたはアースに接続したりする必要があり、構成が複雑であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によってクリックノイズを抑制することができるスイッチ構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスイッチ構造は、所定の大きさの力が加わると変形してスイッチ入力を受け付けるスイッチ部材と、前記スイッチ部材を押圧する押圧部材と、合成樹脂を用いて形成され、前記スイッチ部材に当接する第１層、および前記第１層の前記押圧部材側に積層されており、前記合成樹脂より高い剛性を有する材料を用いて形成される第２層を有し、前記スイッチ部材と前記押圧部材との間に介在する板状の中間部材と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成によってクリックノイズを抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ構造を有する音声情報取得装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ構造の構成を示す部分断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ構造の要部の構成を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ構造の接点板が座屈してスイッチ部材がスイッチ入力を受け付ける状態を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ構造の要部の構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係るスイッチ構造の接点板が座屈してスイッチ部材がスイッチ入力を受け付ける状態を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２の変形例に係るスイッチ構造の接点板が座屈してスイッチ部材がスイッチ入力を受け付ける状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面はあくまでも模式的なものに過ぎない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るスイッチ構造を有する装置の一例である音声情報取得装置の正面側の構成を示す斜視図である。図１に示す音声情報取得装置１は、装置外部で発生した音声を収音して音声情報を取得する装置である。音声情報取得装置１は、筐体２と、収音部３と、操作部４とを備える。

筐体２は、音声情報取得装置１の機能を実現するための各種電子部品を内部に収容している。筐体２は略直方体形状をなしており、ユーザの手によって把持された状態で縦長に延びる形状をなしている。筐体２は、ユーザが手で把持した状態で高さ方向（図１の上下方向）の略半分が手のひらに収まる程度の大きさを有する。また、筐体２は、ユーザが筐体２の正面に親指を添えた状態で筐体２の背面を人差し指から小指を添えて把持できる程度の厚さを有する。

収音部３は、筐体２の高さ方向の上端部に設けられており、音声を収音する機能を有する。収音部３は、音声に含まれるノイズを含む各種ノイズを除去するフィルタと、筐体２の内部に収容されており、フィルタを介して伝搬する音声を収音するマイクとを含む。

操作部４は、筐体正面側にそれぞれ設けられた複数の操作ボタンを有する。操作ボタンは、ユーザが指で押圧することによって筐体２の内側に向けて押し込まれる押しボタンである。複数の操作ボタンには、例えば録音の開始、終了または再生用のボタンが含まれる。以下、筐体２の正面側の中央部に設けられた操作ボタン１０を用いて、本実施の形態１に係るスイッチ構造の構成を詳細に説明する。

図２は、本実施の形態１に係るスイッチ構造の構成を示す部分断面図である。図３は、本実施の形態１に係るスイッチ構造の要部の構成を示す断面図である。図２および図３は、操作ボタン１０の中心を通過し、図１に示す高さ方向および厚さ方向と平行な切断面で見たときの断面図である。図２および図３に示すスイッチ構造１００は、操作ボタン１０と、中間部材２０と、スイッチ部材３０と、電気基板４０とを備える。

操作ボタン１０は、中間部材２０を介してスイッチ部材３０を押圧する押圧部材である。操作ボタン１０は、外部に面する正面側が底部をなす一方で内部に面する側が開口したる略円筒状をなす本体部１１と、本体部１１の底部から中間部材２０へ向けて平板状をなして突起する突起部１２とを有する。音声情報取得装置１のユーザは、本体部１１の外表面１１ａに指などを接触させることによって操作ボタン１０に押圧力を加える。操作ボタン１０は、例えば合成樹脂を用いて構成される。

中間部材２０は、スイッチ部材３０に当接する第１層２１と、第１層２１の操作ボタン１０側に積層されてなる第２層２２とを有し、スイッチ部材３０と操作ボタン１０との間に介在する板状の部材である。ここでいう板状には、平板状の他、わずかに湾曲した形状やわずかな凹凸を繰り返す波形状のように平板に近い形状も含まれる。第１層２１と第２層２２は、接着により一体化されている。この接着は、例えば両面テープまたは接着剤を用いて実現される。

第１層２１は、例えばゴム等のエラストマーやウレタン樹脂等の軟質の合成樹脂を用いて形成される。第１層２１の表面であってスイッチ部材３０と対向する側の表面２１ａはスイッチ部材３０の凸部３１ｂの先端面に当接している。表面２１ａの面積は、電気基板４０の平面と平行な平面に投影した面積以上である。

第２層２２の操作ボタン１０側の表面２２ａは、操作ボタン１０の突起部１２の先端面に接着している。この接着も、例えば両面テープまたは接着剤を用いて実現される。表面２２ａの面積は、第１層の表面２１ａの面積以上である。第２層２２は、第１層２１の材料である合成樹脂よりも剛性が高い材料を用いて形成される。具体的には、第２層２２は、例えばポリアミド、ポリカーボネートもしくはポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチック、またはポリイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチックのような硬質の合成樹脂を用いて形成される。第２層２２の硬さおよび厚さは、操作ボタン１０から所定の大きさの力を受けても撓まないように設定されている。なお、金属または合金を用いて第２層２２を形成してもよい。

スイッチ部材３０は、所定の大きさの力（押圧力）が加わると変形してスイッチ入力を受け付ける。スイッチ部材３０は、被押圧部材であるプランジャ３１と、導電性を有する弾性体である接点板３２と、ハウジング３３と、第１接点部材３４と、第２接点部材３５とを有する。スイッチ部材３０は、タクトスイッチ（登録商標）またはタクタイルスイッチと称されるスイッチであり、ユーザがスイッチ入力時にクリック感を感じることができる構成を有する。

プランジャ３１は、ハウジング３３の内部に収容されてハウジング３３の内部で接点板３２に当接する基部３１ａと、基部３１ａの正面側に形成され、ハウジング３３から突出して中間部材２０の第１層２１の表面２１ａに当接する凸部３１ｂとを有する。プランジャ３１に対して厚さ方向の背面側（接点板３２側）を向く所定の大きさ以上の力が作用すると、プランジャ３１は接点板３２を変形させながら背面側、すなわち第１接点部材３４の側へ向けて移動する。

接点板３２は、図３に示す状態、すなわち操作ボタン１０が操作されていない初期状態において、プランジャ３１の側へ凸状に湾曲した略半球殻状のドーム形をなす部材であり、ドームの頂点部でプランジャ３１の基部３１ａの底面に当接している。接点板３２は、例えば金属または合金等の導電性材料を用いて形成される。プランジャ３１から厚さ方向の背面側を向く所定の大きさ以上の力が加わり続けると、接点板３２は押圧によってドームがつぶれるように変形していき、やがてドームの頂点部付近の突出方向が反転して座屈する。

ハウジング３３は、プランジャ３１の基部３１ａ、接点板３２、第１接点部材３４、および第２接点部材３５を内部に収容する筐体である。ハウジング３３は、正面側に位置するカバー部３６と、背面側に位置する台座部３７とが組み合わさってなる。カバー部３６の正面側には、プランジャ３１の凸部３１ｂが突出可能な開口部３６ａが形成されている。カバー部３６の正面側の天面３６ｂは、中間部材２０の第１層２１の表面２１ａが当接可能な平坦面である。台座部３７の底部は電気基板４０に実装されている。ハウジング３３は、図３に示すように、中間部材２０の外縁を通過して電気基板４０と垂直な方向に延びる柱状領域Ｐ内に位置しているのが好ましい。

第１接点部材３４は、接点板３２の頂点位置に対して厚さ方向の背面側に位置している。第１接点部材３４は、座屈した接点板３２の反転したドームの頂点部と接触する。

第２接点部材３５には、接点板３２の開口端部（支持端部）が取り付けられている。接点板３２が座屈して第１接点部材３４に接触すると、第１接点部材３４と第２接点部材３５が接点板３２を介して電気的に接続する。これにより、スイッチ部材３０はスイッチ入力を受け付ける。

図４は、以上の構成を有するスイッチ構造１００の接点板３２が座屈してスイッチ部材３０がスイッチ入力を受け付ける状態を示す断面図である。図４において、接点板３２のドームの頂点部は湾曲方向が反転して第１接点部材３４に接触しており、第１接点部材３４と第２接点部材３５が電気的に接続している。中間部材２０は、厚さ方向の正面側の位置が、図３に示す初期状態の位置Ｈ_OFFからストローク量Ｓだけ下方の位置Ｈ_ONに変位しており、表面２１ａはカバー部３６の天面３６ｂと面接触している。この状態で、プランジャ３１の凸部３１ｂの先端面は、カバー部３６の天面３６ｂと厚さ方向で同じ位置まで退避している。

図４に示す状態で、中間部材２０は操作ボタン１０の押圧によってほとんど形状を変えることなく、第１層２１がハウジング３３のカバー部３６および凸部３１ｂを厚さ方向の正面側から背面側へ覆うようにして面接触する。したがって、接点板３２が座屈する際に発生してハウジング３３に伝わった振動を軟質の合成樹脂からなる第１層２１が吸収することにより、クリックノイズを的確に抑制することができる。

なお、第１層２１の剛性によっては、接点板３２が座屈した状態で第１層２１の表面２１ａがカバー部３６の天面３６ｂに面接触する一方、凸部３１ｂの先端面が天面３６ｂと厚さ方向で同じ位置まで退避せずに第１層２１を変形させてくい込んだ状態となる場合もある。この場合も、第１層２１の表面２１ａは天面３６ｂおよび凸部３１ｂの先端面に面接触しているため、接点板３２の座屈によりハウジング３３に伝わった振動を吸収したり、その振動が外部に漏れぬよう遮蔽したりしてクリックノイズを的確に抑制することができる。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、操作ボタン１０とスイッチ部材３０との間に、軟質の合成樹脂からなる第１層２１、および第１層２１の操作ボタン１０側に積層されており、第１層２１を構成する合成樹脂より高い剛性を有する材料からなる第２層２２を有する中間部材２０を介在させたため、簡易な構成により第１層２１がスイッチ部材３０の変形に伴って発生する振動を吸収したり、その振動が外部に漏れぬよう遮蔽したりしてクリックノイズを抑制することができる。

また、本実施の形態１によれば、スイッチ部材３０の接点板３２が座屈すると、軟質の第１層２１がハウジング３３と接触するため、接点板３２が座屈する際に発生してハウジング３３に伝わる振動を第１層２１が吸収したり、その振動が外部に漏れぬよう遮蔽したりしてクリックノイズを的確に抑制することができる。

ここで、上述した特許文献１との比較を行う。特許文献１では、クリックメタルが座屈（反転）した際に生じる振動が柔らかいシートに伝わるため、合成樹脂がラミネートされているとはいえ、その振動に起因する二次的なノイズが発生する可能性がある。これに対して、本実施の形態１では、中間部材２０が硬質の第２層２２を有しているため変形しにくく、軟質の第１層２１がハウジング３３の振動を確実に吸収することができる。したがって、上述した特許文献１よりも良好なクリックノイズの抑制効果を得ることができる。

なお、本実施の形態１において、第１層２１の表面２１ａは、平面に限らず、波形状の凹凸面であってもよい。また、表面２１ａの一部が凹凸面をなしていてもよい。

また、本実施の形態１において、接点板３２が座屈した状態で、第１層２１が凸部３１ｂの先端面に接触するとともに、カバー部３６の表面の少なくとも一部を厚さ方向の正面側から背面側へ覆うように接触する構成を有していれば、クリックノイズ抑制効果を得ることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態２に係るスイッチ構造は、上述した実施の形態１とは異なり、中間部材の第１層が接点板に当接する。以下の説明において、上述した実施の形態１と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。

図５は、本実施の形態２に係るスイッチ構造の要部の構成を示す断面図である。図５に示すスイッチ構造２００は、操作ボタン（押圧部材）１０と、中間部材２０と、スイッチ部材２３０と、電気基板４０とを備える。

スイッチ部材２３０は、導電性を有する弾性体である接点板（被押圧部材）２３１と、第１接点部材２３２と、第２接点部材２３３とを有する。第１接点部材２３２および第２接点部材２３３は電気基板４０に実装されている。

接点板２３１は、図５に示す初期状態において、中間部材２０の側へ凸状に湾曲したドーム形をなす部材であり、ドームの頂点部で中間部材２０の第１層２１の表面２１ａに当接している。なお、この当接は必須ではなく、中間部材２０と接点板２３１がわずかな空隙を有して近接していてもよい。

第１接点部材２３２は、接点板２３１の頂点位置に対して厚さ方向の背面側に位置している。第１接点部材２３２は、接点板２３１が座屈したときに接点板２３１の反転したドームの頂点部と接触する。

第２接点部材２３３には、接点板２３１の開口端部（支持端部）が取り付けられている。接点板２３１が座屈して第１接点部材２３２に接触すると、第１接点部材２３２と第２接点部材２３３が接点板２３１を介して電気的に接続する。これにより、スイッチ部材２３０はスイッチ入力を受け付ける。

以上の構成を有するスイッチ部材２３０は、ユーザがスイッチ入力操作を行うと、接点板２３１の座屈によりクリック感を感じることができる。

スイッチ部材２３０のうち、接点板２３１、第１接点部材２３２、および第２接点部材２３３は、図５に示すように、中間部材２０の外縁を通過して電気基板４０と垂直な方向に延びる柱状領域Ｐ内に位置しているのが好ましい。

図６は、スイッチ構造２００の接点板２３１が座屈してスイッチ部材２３０がスイッチ入力を受け付けた状態を模式的に示す断面図である。図６において、接点板２３１のドームの頂点部は湾曲方向が反転して第１接点部材２３２に接触しており、接点板２３１を介して第１接点部材２３２と第２接点部材２３３が電気的に接続している。中間部材２０は、厚さ方向の正面側の位置が、図５に示す初期状態の位置Ｈ’_OFFからストローク量Ｓ’だけ下方の位置Ｈ’_ONに変位しており、表面２１ａは接点板２３１を覆うようにして接点板２３１に接触している。この状態における接点板２３１との接触部分は、接点板２３１のドームの頂点部より外周側の略円環状をなす部分である。

図６に示す状態で、中間部材２０は操作ボタン１０の押圧によってほとんど形状を変えることなく、第１層２１がスイッチ部材２３０を覆うようにして接点板２３１と接触する。したがって、接点板２３１が座屈する際に発生した振動を軟質の合成樹脂からなる第１層２１が吸収したり、その振動が外部に漏れぬよう遮蔽したりすることにより、クリックノイズを的確に抑制することができる。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、操作ボタン１０とスイッチ部材２３０との間に、軟質の合成樹脂からなる第１層２１、および第１層２１の操作ボタン１０側に積層されており、第１層２１を構成する合成樹脂より高い剛性を有する材料からなる第２層２２を有する中間部材２０を介在させたため、簡易な構成により第１層２１がスイッチ部材２３０の変形に伴う振動を吸収したり、その振動が外部に漏れぬよう遮蔽したりしてクリックノイズを抑制することができる。

また、本実施の形態２によれば、接点板２３１が座屈しても第１層２１との接触が維持されるため、第１層２１が接点板２３１の振動を直接吸収し、クリックノイズを的確に抑制することができる。このようなスイッチ構造２００が、実施の形態１と同様、上述した特許文献１よりも良好なクリックノイズの抑制効果を奏することはいうまでもない。

なお、本実施の形態２において、接点板２３１が座屈した状態で、第１層２１が変形して接点板２３１の表面の少なくとも一部を厚さ方向の正面側から背面側へ覆うように接触する構成を有していれば、クリックノイズ抑制効果を得ることができる。図７に示すように、第１層２１が接点板２３１の正面側の表面の略全体と接触して接点板２３１を覆うように変形すると、より一層高いクリックノイズ抑制効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１および２によってのみ限定されるべきものではない。例えば、中間部材が三層以上の多層構造をなしていてもよい。

また、上述したスイッチ構造１００、２００は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのように、音声情報に加えて動画等の画像情報を取得する装置にも適用可能である。

なお、操作ボタンは樹脂製の一体成形物に限らず、金属または合金製の柱状構造体としてもよい。この場合には、操作ボタンの背面に第２層２２を設けることなく、第１層２１を直接接着してもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲によって特定される技術的思想の範囲内で種々の設計変更等を行うことが可能である。

１…装置；２…筐体；３…収音部；４…操作部；１０…操作ボタン；１１…本体部；１２…突起部；２０…中間部材；２１…第１層；２１ａ、２２ａ…表面；２２…第２層；３０、２３０…スイッチ部材；３１…プランジャ；３１ａ…基部；３１ｂ…凸部；３２、２３１…接点板；３３…ハウジング；３４、２３２…第１接点部材；３５、２３３…第２接点部材；３６…カバー部；３６ａ…開口部；３６ｂ…天面；３７…台座部；４０…電気基板；１００、２００…スイッチ構造

Claims (5)

1. 所定の大きさの力が加わると変形してスイッチ入力を受け付けるスイッチ部材と、
   前記スイッチ部材を押圧する押圧部材と、
   合成樹脂を用いて形成され、前記スイッチ部材に当接する第１層、および前記第１層の前記押圧部材側に積層されており、前記合成樹脂より高い剛性を有する材料を用いて形成される第２層を有し、前記スイッチ部材と前記押圧部材との間に介在する板状の中間部材と、
   を備えたことを特徴とするスイッチ構造。
2. 前記スイッチ部材は、前記所定の大きさの力が加わって変形すると、前記第１層と対向する側の少なくとも一部が前記第１層によって覆われて前記中間部材と接触することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ構造。
3. 前記スイッチ部材は、
   前記第１層に当接する凸部および該凸部の基端に位置する基部を含み、前記押圧部材の押圧方向に移動可能なプランジャと、
   前記基部の底面に当接するドーム形をなし、前記所定の大きさの力が加わると前記プランジャの移動に伴って変形する接点板と、
   前記基部および前記接点板を内部に収容するハウジングと、
   を有し、
   前記第１層は、前記接点板の頂点部の湾曲方向が反転して座屈した状態で前記ハウジングと接触することを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ構造。
4. 前記スイッチ部材は、
   前記第１層に当接するドーム形をなし、前記所定の大きさの力が加わると変形する接点板を有し、
   前記接点板は、前記押圧部材によって押圧されていない状態でドームの頂点部が前記第１層に当接または近接し、前記頂点部の湾曲方向が反転して座屈した状態で前記頂点部の周囲が前記第１層に当接することを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ構造。
5. 前記合成樹脂は、エラストマーまたはウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスイッチ構造。