JP5287848B2 - スイッチ機構及び電子機器 - Google Patents

Description

［関連出願の記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２００８−０５６５３７号（２００８年３月６日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、スイッチ機構及び該スイッチ機構を備える電子機器に関し、特に、押圧式スイッチ機構及び該スイッチ機構を備える電子機器に関する。

携帯端末に代表される電子機器において、今般では、ポータビリティの観点から薄型化・小型化という付加価値に特化した機器開発の潮流がある。そこで、ユーザが機器を操作するスイッチ構造の薄型化が取り組まれている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に記載のキースイッチ構造は、複数のキートップが固着されるフィルム状部材を有し、フィルム状部材のキートップが固着された面と反対の面側に押し子が位置しており、キートップを押下することにより押し子を介して基板上に設けられたスイッチが押下される。

特許文献２に記載のキーシートは、柔軟性を有するフィルムシートと、該フィルムシートの表面に配置した複数のキートップと、フィルムシートの裏面のキートップに対応する位置に非加熱硬化型材料でフィルムシートと一体化させて形成した複数の押し子と、を備える。

特開２００７−１０９４８６号公報 特開２００７−２１３８７４号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

図３３及び図３４に、特許文献１及び特許文献２に示すような背景技術とは異なり、皿形状の導電体（メタルドーム）が下向きに凸型（凸部がスイッチボタンの反対側を向いている）であり、導電体を押圧する突起部が導電体の下方にある（突起体の凸部がスイッチボタン方向を向いている）スイッチ機構の概略断面図を示す。図３３は、スイッチボタン４１０を押圧していない状態のスイッチ機構の概略断面図であり、図３４は、スイッチボタン４１０を押圧した状態のスイッチ機構の概略断面図である。スイッチ機構４０１においては、導電体４０４は配線基板４０５の下に、第２電極４０７と接触した状態で配置され、導電体４０４の下には、突起部４０２ａを有する支持板４０２が配置されている。

スイッチ機構４０１においてスイッチボタン４１０を押圧すると、配線基板４０５は導電体４０４と共に突起部４０２ａ方向に移動する。これにより、皿形状の導電体４０４の中央部は、突起部４０２ａに押圧され、導電体４０４は、中央部が隆起するように変形する。そして、隆起した中央部が配線基板４０５の第１電極４０６と接触することで、第１電極４０６と第２電極４０７との電気的導通を得ることができる。

しかしながら、このとき、配線基板４０５のみならず、スイッチボタン４１０も突起部４０２ａの形状に沿って変形することになる。例えば支持板４０２（突起部４０２ａ）が金属から形成され、スイッチボタン４１０が樹脂から形成されている場合、突起部４０２ａの剛性に比べて、スイッチボタン４１０の剛性は低いので、スイッチボタン４１０の押圧によって、スイッチボタン４１０も山形に変形することになる。これにより、スイッチボタン４１０の中央部（丸印）に応力が発生することになる。したがって、スイッチボタン４１０の押圧とその解除が繰り返されると、スイッチボタン４１０の山形変形と復元変形とが繰り返されることになり、スイッチボタン４１０の中央部は疲労破壊に至ることになる。特に、スイッチ機構４０１の薄型化のために薄く形成されたスイッチボタン４１０においては、スイッチボタン４１０はより疲労破壊されやすくなっている。

図３３に示すスイッチ機構とは凸部及び導電体の向きが上下反転したような構成を有する特許文献１に記載のキースイッチ構造及び特許文献２に記載のキーシートにおいても、キートップ（スイッチボタン）の中央部が疲労破壊されるおそれがある。また、特許文献１に記載のキースイッチ構造及び特許文献２に記載のキーシートにおいて、スイッチボタンを照光する照光シートを配置する場合には、照光シートはキートップと押し子（突起部）との間に介在させることが好ましいが、この構成では照光シートとプリント配線基板とは離れることになってしまうので、電源供給のための配線構造が複雑になると共に、組立作業も煩雑にならざるをえない。

また、図３３に示すスイッチ機構、特許文献１に記載のキースイッチ構造及び特許文献２に記載のキーシートにおいて、スイッチ機構の薄型化のために導電体（メタルドーム）を薄型化すると、スイッチボタン押圧時に所定の電気的導通を得るまでのストロークが短くなり、スイッチボタンを押圧したときの操作感、すなわち、操作者がスイッチボタンを押したことを認識できる感触が鈍くなってしまう。

本発明の目的は、スイッチボタンの耐久性を高め、操作感を向上すると共に、構成・組立が簡易となるスイッチ機構を提供することである。また、本発明の目的は、該スイッチ機構を具備した電子機器を提供することである。

本発明の第１視点によれば、押圧操作を受けるスイッチボタンと、スイッチボタンに対応する位置に突起部を有する支持板と、スイッチボタンと支持板との間に配され、スイッチボタンの押圧状態において突起部により電気的導通状態が切り替わるスイッチング構造体と、を備えるスイッチ機構を提供する。支持板は、突起部に対応する位置の周囲に貫通孔を有する。貫通孔は、スイッチボタンの押圧状態において突起部がスイッチボタンの押圧方向に変位するように形成されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、スイッチング構造体は、一方の面に第１電極及び第２電極を有する配線基板と、配線基板の一方の面に対向して配される導電体と、を有する。導電体は、スイッチボタンの非押圧状態において、第１電極と第２電極とを電気的に接続せず、スイッチボタンの押圧状態において、突起部に支持されることによって第１電極と第２電極とを電気的に接続する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、スイッチボタンの押圧状態が解除されると、突起部の変位は復元する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、突起部は、スイッチボタンの押圧操作によって、押圧方向に０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ変位する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、複数の貫通孔が突起部を取り囲むように形成されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、貫通孔は、渦巻状であり、突起部を取り囲むように形成されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、貫通孔は、突起部の周囲に放射状に形成されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、支持板は、ステンレス鋼である。

上記第１視点の好ましい形態によれば、導電体は、皿形状であって、その凹面は配線基板に面している。スイッチボタンの押圧状態において、導電体の凹面の一部が突起部の押圧により配線基板方向に隆起することによって導電体が第１電極と接触する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、スイッチボタンは、樹脂である。

本発明の第２視点によれば、スイッチ機構を備える電子機器を提供する。スイッチ機構は、押圧操作を受けるスイッチボタンと、スイッチボタンに対応する位置に突起部を有する支持板と、スイッチボタンと支持板との間に配され、スイッチボタンの押圧状態において突起部により電気的導通状態が切り替わるスイッチング構造体と、を有する。支持板は、突起部に対応する位置の周囲に貫通孔を有する。貫通孔は、スイッチボタンの押圧状態において突起部がスイッチボタンの押圧方向に変位するように形成されている。

上記第２視点の好ましい形態によれば、スイッチング構造体は、一方の面に第１電極及び第２電極を有する配線基板と、配線基板の一方の面に対向して配される導電体と、を有する。導電体は、スイッチボタンの非押圧状態において、第１電極と第２電極とを電気的に接続せず、スイッチボタンの押圧状態において、突起部に支持されることによって第１電極と第２電極とを電気的に接続する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、支持板は、電子機器の内蔵部品を収容する筐体の一部である。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明によれば、スイッチボタンの押圧操作によって突起部が押圧方向に変位することにより、突起部に沿うスイッチボタンの変形を抑制することができる。これにより、スイッチボタンに発生する応力を低減し、スイッチボタンの疲労破壊を抑制することができる。

本発明によれば、スイッチボタンの押圧操作によって突起部が押圧方向に変位することにより、操作者が感じる反発力の高低を大きくすることができる。これにより、導電体の可動ストロークが短くても、操作者は明瞭な操作感を得ることができる。

本発明によれば、スイッチボタンと配線基板との間に照光シートを介在させることができ、スイッチ機構及び電子機器の構成を簡易にすることができると共に、その製造を容易にすることができる。

したがって、本発明によれば、スイッチ機構の耐久性を向上させることができると共に、良好なクリック感を維持することができる。

本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 図１に示す第１実施形態に係るスイッチ機構における支持板の概略部分平面図。 本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構におけるスイッチボタンが押圧された状態を示す概略部分断面図。 スイッチボタンの押し込み量と反発力の関係を示す比較図。 別の形態に係る支持板の概略部分断面図。 別の形態に係る支持板の概略部分断面図。 別の形態に係る支持板の概略部分断面図。 別の形態に係る支持板の概略部分断面図。 本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構の概略平面図。 図９のＸ−Ｘ線における概略断面図。 本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構においてスイッチボタンが押圧された状態を示す概略部分断面図。 本発明の第３実施形態の第１態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 補強部材と配線基板との電気的接続を説明するための概略部分断面図。 補強部材と配線基板との電気的接続を説明するための概略部分断面図。 補強部材と配線基板との電気的接続を説明するための概略部分断面図。 本発明の第３実施形態の第２態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 補強部材と照光シートとの電気的接続を説明するための概略部分断面図。 本発明の第３実施形態の第３態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 本発明の第４実施形態の第１態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 本発明の第４実施形態に係るスイッチ機構における補強部材の概略平面図及び概略断面図。 本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図。 本発明の第４実施形態の第２態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図。 本発明の第５実施形態に係る電子機器の概略斜視図。 図３０に示す電子機器の操作部における概略部分分解斜視図。 図３０のXXXII−XXXII線におけるスイッチ機構部分の概略部分断面図。 本発明が解決しようとする課題を説明するためのスイッチ機構の概略部分断面図。 図３３に示すスイッチ機構におけるスイッチボタンが押圧された状態を示す概略部分断面図。

１，１４１，１５１，１６１，１７１，１８１，１９１ スイッチ機構
２，２２，３２，４２，５２ 支持板
２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ 突起部
２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ 貫通孔
３，１９２ 粘着シート
４ 導電体
４ａ 中央部
４ｂ 周縁部
５，１５２，１９３ 配線基板
６，１５４ 第１電極
７，１５５ 第２電極
８，１６２，１９４ 照光シート
９ 薄シート
１０ スイッチボタン
１１ カバー部材
１２，１５９，１６０，１８２，１８３，１８４，１８５，１８６，１８７，１８８，１８９ 補強部材
１５３ 基材
１５３ａ 貫通孔
１５６ グランド電極
１５７ 絶縁層
１５８，１６４，１７３ 導電性接着剤
１６３，１７２ 接地電位配線
１５９ａ 凹部
１６０ａ 凸部
１８２ａ，１８３ａ，１８４ａ，１８５ａ，１８６ａ，１８７ａ，１８８ａ，１８９ａ 変形補助部
１９２ａ 変形補助部
１９３ａ 変形補助部
１９４ａ 変形補助部
２０１ 電子機器
２０２ 操作部
２０３ 表示部
２０４ 外部筐体
２０５ 内部筐体
２１０ スイッチユニット
２２０ 配線基板ユニット
２３０ 筐体ユニット
４０１ スイッチ機構
４０２ 支持板
４０２ａ 突起部
４０３ 粘着シート
４０４ 導電体
４０５ 配線基板
４０６ 第１電極
４０７ 第２電極
４０８ 照光シート
４０９ 薄シート
４１０ スイッチボタン
４１１ カバー部材

本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構について説明する。図１に、本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。図１は、１つのスイッチボタン部分における概略断面図である。

スイッチ機構１は、支持板２、粘着シート３、少なくとも１つの導電体４、第１電極６及び第２電極７を有する配線基板５、照光シート８、薄シート９、少なくとも１つのスイッチボタン１０及びカバー部材１１を備える。

スイッチボタン１０は、操作者が入力操作するボタンであり、薄シート上の所定の位置に接合されている。スイッチボタン１０は、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート等の樹脂で作製することができ、この場合例えば射出成形によって形成することができる。また、スイッチボタン１０の厚さは、例えば０．３ｍｍ程度に形成することができる。薄シート９は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂を用いて作製することができ、その厚さは、例えば０．０５ｍｍ程度にすることができる。薄シート９上には、スイッチボタン１０を嵌合するための貫通孔を有するカバー部材１１が配されている。なお、カバー部材１１は、隣接するスイッチボタン１０間には設けなくてもよい。

照光シート８は、スイッチボタン１０を照光するためのものであり、スイッチボタン１０及び薄シート９の下に配されている。照光シート８としては、例えば、無機ＥＬシートを用いることができ、その厚さは、例えば０．１ｍｍ程度である。また、照光シート８として、端部にＬＥＤ等の発光源を配し、照光シート８内に導光し、所望の箇所を照光させる導光シートを用いてもよい。

配線基板５は、スイッチボタン１０の下方に配置され、スイッチボタン１０が押圧操作されたとき、スイッチボタン１０の変位に応じて変形可能であると好ましく、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）として形成すると好ましい。配線基板５には、スイッチボタン１０毎に、第１電極６及び第１電極を取り囲むように環状の第２電極７が形成されている。導電体４は、スイッチボタン１０毎に配置され、スイッチボタン１０が押圧操作されたときに第１電極６と第２電極７とを電気的に接続するものである。図１に示す形態においては、導電体４は、第１電極６及び第２電極７の下に、粘着シート３によって導電体４の端部（ないし周縁部）の少なくとも一部が第２電極７と接触するように保持されている。スイッチボタン１０が押圧されていない状態において、導電体４は、第１電極６と接触していない。導電体４は、好ましくは皿形状の金属板（皿バネ、メタルドーム）であり、凹面が配線基板５に面している。また、導電体４の中心部（好ましくは最もくぼんだ領域）が第１電極６の下に位置するように配置され、好ましくは、第１電極６の中心と導電体４の中心とが重なるように配置されている。導電体４は、凸面を押圧すると中央部４ａが隆起し、押圧を解除すると復元するような可撓性又は弾性を有していると好ましい。図１に示す形態においては、導電体４は、粘着シート３によって、その周縁部（ないし端部）４ｂの少なくとも一部が第２電極７と電気的に接触するように保持されている。スイッチボタン１０が押圧されていない状態において、導電体４の中央部（好ましくは最もくぼんだ領域）４ａは、第１電極６と接触していない。また、導電体４の中央部４ａは、第１電極６の下に位置するように配置され、好ましくは、第１電極６の中心と導電体４の中心とが重なるように配置されている。これにより、スイッチボタン１０が押圧された状態においては、導電体４は、中央部４ａが支持板２の突起部２ａに支持されることによって第１電極６と接触し、第１電極６と第２電極７とを電気的に接続する。そして、スイッチボタン１０の押圧が解除されると、導電体４は、元の形状に戻る。

配線基板５とスイッチボタン１０との間には、スイッチボタン１０を照光するための照光シート８が積層されている。照光シート８上には、スイッチボタン１０を接合した薄シート９が積層されている。このとき、スイッチボタン１０は、第１電極６及び第２電極７上に位置するように配置される。また、薄シート９上には、スイッチボタン１０を嵌合するための貫通孔を有するカバー部材１１が配されている。

粘着シート３下には、支持板２が配されている。図２に、図１に示す第１実施形態に係るスイッチ機構における支持板の概略部分平面図を示す。図２は、１つの突起部２ａ周辺の概略平面図である。支持板２は、第１電極６下に突起部２ａを有する。突起部２ａは、好ましくはその上部が平坦になっており、例えば円錐台形状をしている。突起部２ａの上面は、好ましくは平坦又は緩やかな曲面となっており、第１電極６の下に位置するように配置すると好ましい。より好ましくは、突起部２ａ上面の中央部、第１電極の中央部、及び導電体４が最も窪んでいる領域（導電体４の中央部）が整合するように配置する。また、突起部２ａの上面は、スイッチボタン１０が押圧されていない状態において粘着シート３と接触していると好ましい。

スイッチボタン１０、第１電極６、導電体４及び支持板２の突起部２ａの位置関係は、スイッチボタン１０が押圧されたときに、突起部２ａが導電体４の中央部４ａを押圧隆起させて、導電体４の隆起した中央部４ａと第１電極６とが電気的に接続されるようにする。

支持板２は、さらに、突起部２ａ周縁に、少なくとも１つの貫通孔２ｂを有する。貫通孔２ｂは、スイッチボタン１０が押圧されたときに、導電体４の弾力又はスイッチボタン１０からの押圧力によって撓み（変形し）、突起部２ａが下降するように形成する。例えば、５Ｎ〜５０Ｎでスイッチボタン１０を押圧したときに、突起部２ａが０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ変位するように貫通孔２ｂを形成することができる。また、貫通孔２ｂは、スイッチボタン１０が押圧されなくなったら突起部２ａが元の状態に復元するように形成する。

図１及び図２に示す支持板２においては、貫通孔２ｂは、各突起部２ａの周囲に形成されている。図２に示す形態においては、支持板２には、複数の円弧状の貫通孔２ｂが突起部２ａの中心と同心的に形成されている。本実施形態によれば、突起部２ａの周囲に貫通孔２ｂを形成することにより、支持板２の剛性を低下させて貫通孔２ｂ形成領域を撓みやすくさせている。これにより、スイッチボタン１０の操作感をより明瞭化させることができると共に、スイッチボタン１０に発生する応力をより低減させることができる。

支持板２は、スイッチボタン１０を押圧したときに撓み、押圧を解除したときに元の形状に戻ることができるような弾性を有する材料で作製すると好ましい。例えば、支持板２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の板金で作製することができる。例えば厚さ約０．３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）の板金で支持板２を作製する場合、図２に示す形態においては、例えば、半径１．０ｍｍ、中心角１２０°（３００°〜６０°）、幅０．２〜０．３ｍｍの円弧状貫通孔と、半径１．０ｍｍ、中心角１２０°（１２０°〜２４０°）、幅０．２〜０．３ｍｍの円弧状貫通孔と、半径１．４ｍｍ、中心角１２０°（３０°〜１５０°）、幅０．２〜０．３ｍｍの円弧状貫通孔と、半径１．４ｍｍ、中心角１２０°（２１０°〜３３０°）、幅０．２〜０．３ｍｍの円弧状貫通孔と、を形成することができる。

突起部２ａの高さは、スイッチボタン１０押圧のストローク長に応じて適宜設定する。例えば、突起部２ａの高さは、スイッチボタン１０のストローク長が導電体４の可動ストローク（皿形の深さ）にマージン分を加えて０．２ｍｍ前後になるように設定することができる。このとき、突起部２ａの高さは、例えば支持板２面から０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍとすることができる。突起部２ａの上面の平面形状が図２に示すように円形の場合、その径は、例えばφ１．０ｍｍ〜２．０ｍｍに設定することができる。

支持板２は、本発明のスイッチ機構１等を収容する筐体の一部として一体的に形成すると好ましい。すなわち、筐体の一面（底面）を支持板として、その面に突起部２ａ及び貫通孔２ｂを形成すると好ましい。

図３に、本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構におけるスイッチボタンが押圧された状態を示す概略断面図を示す。スイッチボタン１０が操作者によって押圧されると、配線基板５や照光シート８等は、支持板２方向に押圧される。これに伴い、第２電極７と接触している導電体４の周縁部は下方に変位する。このとき、導電体４の中央部は突起部２ａによって支持されているので、導電体４の周縁部の変位によって導電体４の中央部は突起部２ａによって押圧されることになり、凹面中央部が隆起するように変形する。これにより、隆起した導電体４の中央部が配線基板の第１電極６と接触することで、第１電極６と第２電極７の電気的導通を得ることになる。突起部２ａは、スイッチボタン１０の押圧時に、導電体４の中央部の変形を促すものであると共に、その反発力によりスイッチボタン１０の操作者がスイッチボタン１０を押圧したという操作感を認識させやすくする機能を有する。スイッチボタン１０の押圧を解除すると、配線基板５や照光シート８等は上方に変位する（元の位置に戻る）。これにより、支持板２の突起部２ａによる導電体４の中央部４ａの押圧も解除されて、導電体４は元の形状に戻る。導電体４が元の形状に戻ると、第１電極６と導電体４の中央部４ａとの電気的導通は解除される。

スイッチボタン１０の押圧操作によって、支持板２の貫通孔２ｂ形成領域は撓み、突起部２ａを下方に変位させる。この変位は、スイッチボタン１０の押圧開始から導電体４が第１電極６に接触するまでの間においては、操作者にスイッチボタン１０の明瞭な操作感を与える機能を有し、導電体４が第１電極６と接触した後はスイッチボタン１０の疲労破壊を抑制する機能を有する。そこで、貫通孔２ｂ形成領域の撓みの効果について、導電体４が第１電極６と接触する前と後に分けてそれぞれ説明する。

まず、スイッチボタン１０が押圧されてから導電体４が第１電極６と接触するまでの貫通孔２ｂの機能について説明する。図４に、スイッチボタンの押し込み量と反発力（操作者の操作感）の関係を表すグラフを示す。図４においては、本発明のスイッチ機構１と、図３３に示す貫通孔のないスイッチ機構４０１とを比較している。スイッチ機構１，４０１のスイッチボタン１０，４１０を徐々に押し込んでいくと、皿形状の導電体４，４０４はその中央部を突起部２ａ，４０２ａに押圧されて、隆起するように変形し始める。導電体４，４０４の変形に伴い、反発力は増大していくが、本発明のスイッチ機構１においては貫通孔２ｂ形成領域もこの反発力を受けて撓むことになる。導電体４，４０４の反発力はやがて最大値（Ｐ１点）に達する。その後、導電体４，４０４の反発力は押し込むに従って減少していく。これに伴い、本発明のスイッチ機構１においては撓んでいた貫通孔２ｂ形成領域も復元し始める。さらにスイッチボタン１０，４１０を押し込んでいくと、導電体４，４０４の中央部が第１電極６，４０６と接触し、導電体４，４０４によって第１電極６，４０６と第２電極７，４０７の電気的導通が得られる（Ｐ２点）。その後、導電体４，４０４は変形不可能となるので、反発力は支持板２，４０２等の剛性によって再び増加し始める。

操作者は、Ｐ１点からＰ２点への反発力の変化によってスイッチボタン１０，４１０の操作感を認識する。本発明のスイッチ機構１においては、押し込み開始から最大反発力位置（Ｐ１点）に至るまでに、導電体４の反発力の増大に伴い貫通孔２ｂ形成領域も撓み、突起部２ａが押し込み方向に変位する。そして、最大反発力位置（Ｐ１点）を超えたところで、導電体４の反発力の低下に伴い、貫通孔２ｂ形成領域の撓みが復元し、突起部２ａも元の位置に戻ろうとする。そのため、Ｐ１点からＰ２点において、本発明のスイッチ機構１は、図３３に示す貫通孔のないスイッチ機構４０１に比べて、押し込み量の変化に対する反発力の変化が大きくなる（図４においてはグラフがより急勾配になる）。この反発力の変化によって、本発明のスイッチ機構１の操作者は、導電体４の可動ストロークが短くても、図３３に示すスイッチ機構４０１の操作時よりも、明瞭な操作感を得ることができる。

次に、導電体４が第１電極６と接触した後の貫通孔２ｂの機能について説明する。導電体４の中央部が第１電極６に当接すると、スイッチボタン１０の押圧力は突起部２ａに加わる。そして、この押圧力によって、貫通孔２ｂ形成領域は撓み、突起部２ａは貫通孔２ｂ形成領域が撓んだ分だけ下方に変位する。すなわち、支持板２面における突起部２ａの高さが減少することになる。これにより、スイッチボタン１０の突起部２ａに沿った変形が緩和されるので、スイッチボタン１０の中央部に発生する応力を低減し、スイッチボタン１０の寿命を延ばすことができる。一方、図３３に示すような貫通孔のないスイッチ機構４０１においては、突起部４０２ａが下方に変位することがないので、スイッチボタン４１０の突起部４０２ａに沿った山形角度は本発明のスイッチ機構より小さくなる。すなわち、スイッチボタン４１０の中央部に発生する応力が大きくなる。そのため、スイッチボタン４１０の押圧が繰り返されると、図３３に示すスイッチ機構４０１におけるスイッチボタン４１０は、本発明のスイッチ機構１におけるスイッチボタン１０に比べて、疲労破壊されやすくなる。

本発明のスイッチ機構によれば、スイッチボタン押圧時に突起部を変位させることにより、操作者に明瞭な操作感を与えることができると共に、スイッチボタンの長寿命化を図ることができる。また、照光シートをスイッチボタンと配線基板との間に介在させることができ、構成やその組立を簡易にすることができる。

貫通孔の形状・大きさ（面積・長さ・幅）、数、配列形態は、スイッチボタン１０の押圧時に支持板が撓むことができるものであればいずれの形態でもよく、貫通孔領域の撓み度ないし突起部の下降度を所望の大きさに適合するように適宜設定することができる。図５〜図８に貫通孔の例を示す支持板の概略部分平面図を示す。

図５に示す支持板２２においては、複数の円形の貫通孔２２ｂが、突起部２２ａの周囲に等間隔に配列され、突起部２２ａの中心と同心的な円形鎖線状に形成されている。各貫通孔２２ｂの形状は円形に限定されることなく、楕円形や多角形等種々の形状を選択することができる。また、各貫通孔２２ｂの大きさは均一でなくてもよい。貫通孔２２ｂの配列も等間隔でなくてもよい。

図６に示す支持板３２においては、突起部３２ａの周囲を巻くように渦巻状の貫通孔３２ｂが形成されている。渦巻状の貫通孔は１本に限定されることなく、複数本形成してもよい。

図７に示す支持板４２においては、複数の直線状（スリット状）の貫通孔４２ｂが突起部４２ａの周囲に所定の間隔で形成され、複数の貫通孔４２ｂが全体として突起部４２ａを取り囲むような矩形状となっている。各貫通孔４２ｂの形状及び複数の貫通孔４２ｂが全体として形成する形状は、図７に示す形態に限定されることなく、種々の形態を選択することができる。例えば、各貫通孔は、曲線状や波線状であってもよい。また、複数の貫通孔が形成する形状は、四角形以外の多角形、円形、楕円形等であってもよい。

図８に示す支持板５２においては、複数の花弁状の貫通孔５２ｂが突起部５２ａを中心にして等間隔に放射状に形成されている。各貫通孔の形状は、花弁状に限定されることなく、楕円形、矩形等種々の形状を選択することができる。また、各貫通孔の配列は等間隔でなくてもよい。

貫通孔の形成方法は、エッチング等の化学的方法であってもよいし、機械的加工等の物理的方法であってもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構について説明する。図９に、本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構の概略平面図を示す。図９は、本発明の電子機器の一例である携帯電話機の概略部分平面図であり、本発明のスイッチ機構を携帯電話機の操作部に適用した例を示す。また、図９においては、透視部分を点線で図示してある。図１０は、図９のX−X線における概略断面図であり、１つのスイッチ機構の概略断面図である。なお、図９及び図１０において、第１実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。

第２実施形態において、第１実施形態と異なる点は、スイッチ機構１４１が補強部材１２をさらに備える点である。補強部材１２は、スイッチボタン１０の押圧時に支持板２の突起部２ａの形状に応じてスイッチボタン１０が過度に湾曲変形することを抑制するために、各スイッチボタン１０に配され、照光シート８の下に接着層（不図示）を介して接合されている。補強部材１２以外の形態は、第１実施形態に係るスイッチ機構と同様である。

補強部材１２の大きさ（面積）及び剛性は、スイッチボタン１０の押圧時に、スイッチボタン１０の湾曲変形を抑制するように設定するとより好ましい。このとき、補強部材１２の剛性は、スイッチボタン１０の剛性より高くすると好ましい。例えば、スイッチボタン１０が厚さ０．３ｍｍのアクリル系樹脂である場合、補強部材１２には、厚さ０．１ｍｍのステンレス板金を用いることができる。このとき、補強部材１２は、配線基板５や照光シート８を傷付けないように、角部や稜角を面取りすると好ましい。例えば、化学処理等により角部や稜角を丸めることができる。また、図９に示すようなスイッチボタン１０の押圧操作面の平面投影において、補強部材１２は、スイッチボタン１０からはみ出ないようにすると好ましく、補強部材１２の大きさ（面積）は、スイッチボタン１０の大きさ（面積）以下であると好ましく、スイッチボタン１０によって覆われている（スイッチボタン１０と完全に重複している）とより好ましい。例えば、スイッチボタン１０の押圧操作面の平面投影において、補強部材１２の外縁は、スイッチボタン１０の外縁より内側にあると好ましい。すなわち、図１０に示すような断面において、補強部材１２の断面寸法ｄ１は、スイッチボタン１０の断面寸法ｄ２以下であると好ましい。

補強部材１２と、配線基板５又はスイッチボタン１０との剛性を比較する場合、例えばヤング率で比較すると好ましい。

さらに、補強部材１２の大きさ（面積）及び剛性は、操作者が良好な押圧感覚を得られるように設定するとより好ましい。図９に示すようなスイッチボタン１０の押圧操作面の平面投影において、補強部材１２の大きさがスイッチボタン１０に対して小さすぎる場合、操作者が補強部材１２とスイッチボタン１０とが重なっていない領域を爪等で局所的に押圧すると、スイッチボタン１０が局所的に撓み、導電体４まで力が伝わらず、操作者は良好な押圧感覚を得ることができなくなる。したがって、補強部材１２は、スイッチボタン１０の端部を局所的に押圧してもスイッチボタン１０が局所的に変形しないような大きさにするとより好ましい。

隣接する２つの補強部材１２間の間隔は、１．０ｍｍ以上にすると好ましい。例えば、図９における間隔ｄ３を１．０ｍｍ未満にすると、隣接するスイッチボタン１０間における照光シート８や配線基板５等の撓みが阻害され、操作者のクリック感を損ねることになる。例えば、図９に示すようなスイッチボタン１０の押圧操作面の平面投影において、スイッチボタン１０の平面外形が１０ｍｍ×６ｍｍ、隣接する２つのスイッチボタン１０の間隔が０．５ｍｍである場合、補強部材１２の平面外形は、９．５ｍｍ×５．５ｍｍ以下として、補強部材１２は、スイッチボタン１０の外縁と補強部材１２の外縁とが一定の間隔になるように配置すると好ましい。

補強部材１２は、スイッチボタン１０の湾曲変形を抑制することができるものであればいずれの形状でもよく、例えば平板状部材を使用することができる。また、網目状部材や枠状部材のように、少なくとも１つの貫通孔を有する部材であってもよい。また、補強部材１２の平面外形も四角形に限定されることなく、円形、楕円形、多角形等、スイッチボタン１０の形状に合わせて種々の形態を採用することができる。

照光シート８及び補強部材１２の下には、配線基板５が配されている。配線基板５は、スイッチボタン１０が押圧操作されたとき、スイッチボタン１０の変位に応じて部分的に変形可能であると好ましく、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）として形成すると好ましい。配線基板５には、スイッチボタン１０毎に、第１電極６及び第１電極６を取り囲むように環状の第２電極７が形成されている。１対の第１電極６及び第２電極７は、スイッチボタン１０及び補強部材１２の下に位置するように配置する。

本実施例においては、補強部材１２は、照光シート８と配線基板５との間に配されているが、補強部材１２が少なくとも１つの貫通孔を有する場合には、貫通孔を通じてスイッチボタン１０を照光することができるので、補強部材１２は、スイッチボタン１０と照光シート８との間に配してもよい。

配線基板５と照光シート８とは、隣接する補強部材１２間の間隙を塞ぐように圧着される。図１０においては、照光シート８が補強部材１２に応じて変形されている。また、照光シート８の電極（不図示）と配線基板５の端子（不図示）とは、例えば異方性導電ペースト（ＡＣＰ）（不図示）を介して電気的に接続される。なお、照光シート８を無機ＥＬシートで形成する場合、無機ＥＬシートは交流駆動特有の音響ノイズが発生するという性質を有するが、本発明によれば、補強部材１２を無機ＥＬシートに貼り付けることで無機ＥＬシートの重量が増し、音響ノイズの低減を図ることもできる。

図１１に、本発明の第２実施形態に係るスイッチ機構におけるスイッチボタンが押圧された状態を示す概略断面図を示す。本実施形態においては、スイッチボタン１０押圧時に、補強部材１２が、突起部２ａの形状に応じて、スイッチボタン１０が過度に湾曲変形することを抑制する。すなわち、スイッチボタン１０の変形量は、図１に示すような補強部材を有しないスイッチ機構より減少する。これにより、スイッチボタン１０押圧時にスイッチボタン１０に掛かる応力を減少し、スイッチボタン１０の押圧の繰り返しによるスイッチボタン１０の疲労破壊を抑制することができる。したがって、本発明のスイッチ機構１４１によれば、スイッチ機構１４１の寿命が延長し、耐久信頼性を向上させることができる。

本発明の第３実施形態に係るスイッチ機構について説明する。まず、第３実施形態の第１態様について説明する。図１２に、本発明の第３実施形態の第１態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。なお、図１２において、第１実施形態及び第２実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。

本実施形態に係るスイッチ機構１５１においては、補強部材１２は、配線基板１５２の接地電位配線と電気的に接続されている。これにより、電気的に浮いた状態にある補強部材１２をグランドと電気的に接続することでＥＳＤ（Electrostatic Discharge；静電気放電）の発生を防止し、機器の信頼性を向上させることができる。スイッチ機構１５１の補強部材１２、配線基板１５２及び配線基板１５２と補強部材１２との電気的接続以外の形態は、第１実施形態及び第２実施形態に係るスイッチ機構と同様である。

図１３に、補強部材１２と配線基板１５２との電気的接続を説明するための概略部分断面図を示す。配線基板１５２は、ポリイミド等の絶縁シート、絶縁シートに形成された配線（不図示）、及び第１電極１５４、第２電極１５５、グランド電極１５６等の電極を有する基材１５３と、基材１５３の少なくとも一部を覆う絶縁層１５７とを有する。第１電極１５４及び第２電極１５５は、第１実施形態と同様に、スイッチボタン１０の押圧時に導電体４と電気的に接続する電極である。第１電極１５４は、絶縁シートに形成された貫通孔１５３ａを通じて、反対側の面に形成された配線と電気的に接続されている。

絶縁層１５７は、絶縁が必要な配線を被覆しており、例えば、エポキシ樹脂及びポリイミド樹脂で形成することができる。

グランド電極１５６は、接地電位配線（不図示）と電気的に接続されている。本実施形態においては、補強部材１２は導電材で形成され、グランド電極１５６と補強部材１２とは、電気的に接続されている。グランド電極１５６は、補強部材１２と対向する面に、補強部材１２と対向するように形成すると好ましい。グランド電極１５６は、補強部材１２と電気的に接続可能な箇所に形成すればよく、例えば図１２及び図１３に示す形態においては、第２電極１５５の裏側に形成されている。

グランド電極１５６と補強部材１２との電気的接続の形態は、限定されるものではなく、適宜種々の形態を適用することができる。例えば、グランド電極１５６と補強部材１２とは、直接接触させてもよいし、図１２及び図１３に示すように、導電性接着剤１５８を介して電気的に接続させてもよい。配線（不図示）を絶縁層１５７で被覆すると、絶縁シートに対する絶縁層１５７の高さは、グランド電極１５６よりも高くなる。このとき、グランド電極１５６と補強部材１２との間には隙間ｄ（例えば０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍ）が生じるので、この場合、導電性接着剤１５８を使用すると好ましい。

図１４に、図１３に示す形態とは別の形態の概略部分断面図を示す。図１４に示す形態においては、補強部材１５９は、グランド電極１５６に面する少なくとも一部に凹部１５９ａを有する。凹部１５９ａは、接着剤溜まりとして機能する。例えば、導電性接着剤１５８の塗布量の制御が困難な場合に、凹部１５９ａにより、不要な箇所に導電性接着剤１５８がはみ出すことを防止することができる。

図１５に、図１３及び図１４に示す形態とは別の形態の概略部分断面図を示す。図１３及び図１４に示す形態においては、グランド電極１５６と補強部材１２，１５９との隙間ｄを埋めるために導電性接着剤１５８を使用したが、図１５に示す形態においては、導電性接着剤を使用していない。図１５に示す形態においては、補強部材１６０は、グランド電極１５６に面する少なくとも一部に凸部１６０ａを有する。補強部材１６０は、凸部１６０ａにおいてグランド電極１５６と接触し、電気的導通を得ている。凸部１６０ａの高さは、グランド電極１５６と補強部材１６０との隙間ｄであると好ましく、補強部材１６０とグランド電極１５６とを圧接することにより、凸部１６０ａの高さを隙間ｄに調節してもよい。凸部１６０ａは、エッチング加工、プレス加工等で成型することができる。

第３実施形態の第１態様によれば、ＥＳＤの発生を防止し、本発明のスイッチ機構を使用する電子機器の信頼性を向上させることができる。特に、本実施形態は、金属性の補強部材を電気的に浮いた状態（何ものとも電気的に繋がっておらず独立した状態）にした場合に、補強部材に電荷が蓄積されて、ＥＳＤによる電子機器の誤動作、故障が発生するおそれがある場合に適用すると好ましい。

次に、本発明の第３実施形態の第２態様に係るスイッチ機構について説明する。図１６に、本発明の第３実施形態の第２態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。なお、図１６において、第１態様と同じ要素には同じ符号を付してある。

第３実施形態の第２態様に係るスイッチ機構１６１においては、補強部材１２は、照光シート１６２の接地電位配線１６３と電気的に接続されている。これにより、電気的に浮いた状態にある補強部材１２をグランドと電気的に接続することでＥＳＤの発生を防止し、電子機器の信頼性を向上させることができる。スイッチ機構１６１の補強部材１２、照光シート１６２及び照光シート１６２と補強部材１２との電気的接続以外の形態は、第１実施形態及び第２実施形態に係るスイッチ機構と同様である。

図１７に、補強部材１２と照光シート１６２との電気的接続を説明するための概略部分断面図を示す。照光シート１６２は、補強部材１２に対向する面に、補強部材１２の少なくとも一部と対向する接地電位配線１６３を有する。図１６及び図１７に示す形態においては、補強部材は、照光シート１６２と配線基板５との間に配されている。接地電位配線１６３は、照光シート１６２の非発光面に、例えばＡｇペーストをパターン印刷して形成することができる。

第３実施形態の第２態様においては、補強部材１２は導電体で形成され、接地電位配線１６３と電気的に接続されている。接地電位配線１６３と補強部材１２との電気的接続の形態は、限定されるものではなく、適宜種々の形態を適用することができる。例えば、接地電位配線１６３と補強部材１２とは、直接接触させてもよいし、図１６及び図１７に示すように、導電性接着剤１６４を介して電気的に接続させてもよい。

次に、本発明の第３実施形態の第３態様に係るスイッチ機構について説明する。図１８に、本発明の第３実施形態の第２態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。なお、図１８において、第１実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。

第３実施形態の第３態様に係るスイッチ機構１７１は、照光シートを有していない。また、スイッチ機構１７１は、薄シート９の下に接地電位配線１７２を有する。補強部材１２は、接地電位配線１７２と電気的に接続されている。これにより、電気的に浮いた状態にある補強部材１２をグランドと電気的に接続することでＥＳＤの発生を防止し、電子機器の信頼性を向上させることができる。照光シートを有しない点、補強部材１２と接地電位配線１７２との電気的接続以外の形態は、第１実施形態及び第２実施形態に係るスイッチ機構と同様である。

接地電位配線１７２と補強部材１２との電気的接続の形態は、限定されるものではなく、適宜種々の形態を適用することができる。例えば、接地電位配線１７２と補強部材１２とは、直接接触させてもよいし、図１８に示すように、導電性接着剤１７３を介して電気的に接続させてもよい。

本発明の第４実施形態に係るスイッチ機構について説明する。まず、本発明の第４実施形態の第１態様に係るスイッチ機構について説明する。図１９に、本発明の第４実施形態の第１態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。図１９は、スイッチボタン押圧時における隣接するスイッチボタン間の概略断面図である。図２０に、本発明の第４実施形態に係るスイッチ機構における補強部材の概略平面図及び概略断面図を示す。図２０（ａ）は、補強部材の概略断面図であり、図２０（ｂ）及び（ｃ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。図２０（ａ）において、導電体４の平面投影を点線で図示してある。なお、図１９において、第１実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。

本発明の第４実施形態に係るスイッチ機構１８１は、補強部材１８２以外の形態は、第１実施形態及び第２実施形態に係るスイッチ機構と同様である。また、第２実施形態及び第３実施形態のうち少なくとも１つの形態を本態様に組み合わせてもよい。

補強部材１８２は、補強部材１８２の少なくとも一部を撓みやすくする、又は可逆的に変形させやすくする少なくとも１つの変形補助部１８２ａを有する。図２０に示す形態においては、変形補助部１８２ａは、補強部材１８２の輪郭に沿って部分的に、スリット状の貫通孔として形成されている。変形補助部１８２ａは、導電体４の過剰変形を防止するために、平面投影において導電体４と重ならないような位置に形成されている。

次に、変形補助部１８２ａの作用について説明する。図２１に、変形補助部を有しない本発明の第３実施形態に係るスイッチ機構の概略断面図を示す。図２１は、図１９と同様に、スイッチボタン押圧時における隣接するスイッチボタン間の概略断面図である。第４実施形態の第１態様におけるスイッチ機構１８１においては、スイッチボタン１０（図１９においては左側のスイッチボタン）を押圧すると、押圧したスイッチボタン１０に隣接するスイッチボタン（図１９においては右側のスイッチボタン）１０下方の補強部材１８２の、押圧されたスイッチボタン側の一部又は端部は、変形補助部１８２ａにより、図２０（ｃ）に示すように、部分的に撓むことになる。これにより、図２１に示すような変形補助部を有しない形態に比べ、スイッチボタン１０押圧時に、配線基板５や照光シート８等を撓ませる領域（面積）をより広くすることができる。すなわち、図２１に示すような変形補助部を有しない形態においては、スイッチボタン１０押圧時に配線基板５等が撓む領域は、隣接する補強部材１２間の幅Ｗ２となる。これに対して、図１９に示すような本実施形態に係る形態においては、スイッチボタン１０押圧時に配線基板５等が撓む領域は、押圧されたスイッチボタン１０下方の補強部材１８２の外縁と、それに隣接するスイッチボタン下方の補強部材１８２の変形補助部１８２ａとの幅Ｗ１となる。本実施形態によれば、配線基板５等が撓む領域が拡大するので、隣接するスイッチボタン間の相互影響を小さくして、クリック感をより明瞭にすることができる。

変形補助部１８２ａより外方の補強部材１８２部分は、スイッチボタン１０を支持するので、操作者がスイッチボタン１０の存在感（スイッチボタン１０を押圧したときにボタンとして感じる感触）をより明瞭に感じやすくなる。例えば、補強部材の面積を小さくしても配線基板５等の撓み領域を拡大することはできる。しかしながら、その場合には、スイッチボタン１０の外縁付近が補強部材１８２によって支持されなくなるので、操作者は、スイッチボタン１０の存在感を感じにくくなってしまう。一方、本実施形態によれば、補強部材１８２の外縁をスイッチボタン１０の外縁に近づけることにより、操作者にスイッチボタン１０の存在感を感じやすくさせることができる。

変形補助部は、補強部材を部分的に変形させやすく、又は撓みやすくできるものであれば、その形態、形状、寸法等は適宜設定することができる。図２２〜図２８に、変形補助部を有する補強部材の例を示す概略平面図及び断面図を示す。図２２〜図２６において、図（ａ）は、概略平面図であり、図（ｂ）は、図（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。

図２２に示す補強部材１８３の変形補助部１８３ａは、補強部材１８３の４辺に沿って形成されたスリット状の貫通孔である。貫通孔は、部分的に二重に形成されている。これにより、各辺の端部が撓みやすくなっている。

図２３に示す補強部材１８４の変形補助部１８４ａは、補強部材１８４の辺に沿って形成された少なくとも１つの溝部である。図２３に示す形態においては、溝部は両面に形成されており、変形補助部１８４ａの肉厚は、他の部分より薄肉化されている。

図２４に示す補強部材１８５の変形補助部１８５ａは、補強部材１８５を断片化するような間隙として形成されている。図２４に示す形態においては、補強部材１８５は、２箇所の変形補助部１８５ａにより３つに分割されている。

図２５及び図２６に示す補強部材１８６，１８７の変形補助部１８６ａ，１８７ａは、少なくとも１つの切り込みである。図２５及び図２６に示す形態においては、対向する２辺に切り込みを形成してあるが、４辺に形成してもよい。

図２７及び図２８に示す補強部材１８８，１８９は、携帯電話機等にみられる４方向（上下左右）キーのスイッチボタン下方に配されるものである。補強部材１８８，１８９は上下左右４つの導電体４の上に配されている。変形補助部１８８ａ，１８９ａは、隣接する導電体４間に形成されている。図２７に示す補強部材１８８においては、変形補助部１８８ａは、隣接する導電体４間を延在する放射状（十字状）の切込み（貫通孔）として形成されている。図２８に示す補強部材１８９においては、変形補助部１８９ａは、導電体４の輪郭に沿う円弧状の切り込み（貫通孔）として形成されている。

本発明の第４実施形態の第２態様に係るスイッチ機構について説明する。図２９に、本発明の第４実施形態の第２態様に係るスイッチ機構の概略部分断面図を示す。図２９は、スイッチボタン押圧時における隣接するスイッチボタン間の概略断面図である。第４実施形態の第１態様においては、補強部材のみに変形補助部が形成されていたが、第４実施形態の第２態様においては、その他の部材にも変形補助部を形成する。

例えば、粘着シート１９２、配線基板１９３及び照光シート１９４のうち、すくなくとも１つに、変形又は撓みやすくさせる変形補助部を形成することができる。図２９に示す形態においては、粘着シート１９２、配線基板１９３及び照光シート１９４にそれぞれ貫通孔型の変形補助部１９２ａ，１９３ａ，１９４ａを形成している。変形補助部１９２ａ，１９３ａ，１９４ａの形態は、薄肉型であってもよい。また、各部材の変形補助部は、少なくとも一部が重複するように配置すると好ましい。例えば、図２９に示す形態においては、照光シート１９４の変形補助部１９４ａ、補強部材７８の変形補助部７８ａ、配線基板１９３の変形補助部１９３ａ及び粘着シート１９２の変形補助部１９２ａは、重複するように、すなわち貫通孔が連通するように、配置されている。これにより、配線基板１９３等はスイッチボタン１０押圧時により撓みやすくすることができる。

本発明の第４実施形態の第２態様に係るスイッチ機構は、配線基板等以外の形態は、第４実施形態の第１態様に係るスイッチ機構と同様である。また、第２実施形態及び第３実施形態のうち少なくとも１つの形態を本態様に組み合わせてもよい。

第４実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態の組み合わせを基に説明したが、第３実施形態を組み合わせることができることはいうまでもない。

次に、本発明の第５実施形態に係る電子機器について説明する。図３０に、本発明の第５実施形態に係る電子機器の概略斜視図を示す。本実施形態においては、電子機器として携帯電話機を例にして本発明の電子機器について説明する。図３０に示す電子機器２０１は、折り畳み式の携帯電話機であり、操作部２０２と表示部２０３とを有する。図３１に、図３０に示す携帯電話機の操作部における概略部分分解斜視図を示す。また、図３２に、図３０のXXXII−XXXII線におけるスイッチ機構部分の概略部分断面図を示す。

操作部２０２は、本発明のスイッチ機構を有する。図３１及び図３２においては、図１及び図２に示す第１実施形態に係るスイッチ機構を適用した形態を示す。操作部２０２は、図３１に示すように、スイッチユニット（薄シート９、スイッチボタン１０、カバー部材１１）２１０と、配線基板ユニット（粘着シート３、導電体４、配線基板５、照光シート８）２２０と、筐体ユニット（外部筐体２０４、内部筐体２０５）２３０とが積層して形成されている。筐体ユニット２３０は、外部筐体２０４と、スイッチ機構等の内蔵部品を収容する内部筐体２０５とを有する。本発明のスイッチ機構における支持板は、内部筐体２０５の底面に相当する。すなわち、内部筐体２０５の内面には、複数の突起部２ａ及び各突起部２ａ毎に貫通孔２ｂが形成されている。各突起部２ａ及び貫通孔２ｂは、スイッチボタン１０の位置に対応するように形成されている。内部筐体２０５の一部を支持板２とすることにより、スイッチボタン１０押圧時に各貫通孔２ｂ形成領域が撓んだとしても、支持板２全体としては大きな変形を抑制することができる。内部筐体２０５は、ステンレス鋼等で形成すると好ましい。

本発明によれば、照光シート８、配線基板５、導電体４及び粘着シート３を配線基板ユニット２２０として一体に取り扱うことが可能となり、電子機器２０１の内部構造が簡易になると共に、電子機器２０１の製造も容易になる。

本発明の電子機器については、上記説明において本発明の第１実施形態に係るスイッチ機構を有する電気機器を例にして説明したが、これに限定されることなく、本発明の電子機器は、本発明のスイッチ機構であればいずれの形態であっても適用することができる。

本発明のスイッチ機構におけるスイッチボタンの耐久性を調べるために打鍵試験を実施した。スイッチボタンの打鍵試験においては、人の指に見立てたφ５ｍｍ〜φ１０ｍｍ（スイッチボタンの表面を全体的に覆う程度）のゴム材等の弾性体で形成された柱状体の加圧部材で、スイッチボタンを繰り返し打鍵した。実施例における支持板の形態は、図２に示す第１実施形態と同様である。支持板の材料は、厚さ０．３ｍｍのステンレス鋼である。また、比較例として図３３に示すような貫通孔を形成していない支持板についても試験を同様に試験を実施した。試験結果を表１に示す。第１試験条件に示す結果は、通常使用時の打鍵荷重に設定して打鍵試験を実施した結果である。第２試験条件に示す結果は、通常使用時に掛かる打鍵荷重よりも大きな打鍵荷重に設定して打鍵試験を実施した結果である。

第１試験条件においては、貫通孔を有さないスイッチ機構のスイッチボタンは打鍵２８，０００回でクラックが発生したのに対し、本発明の貫通孔を有するスイッチ機構のスイッチボタンでは、打鍵５０，０００回でもクラックが発生しなかった。したがって、貫通孔を有さないスイッチ機構に対し、貫通孔を有する本発明のスイッチ機構では、１．７倍以上のスイッチボタンの長寿命化が確認された。

また、第１試験条件より負荷荷重の大きい第２試験条件においては、貫通孔を有さないスイッチ機構では打鍵２，０００回でクラックが発生したのに対し、貫通孔を有する本発明のスイッチ機構では、打鍵２０，０００回以上の繰り返し打鍵においてもスイッチボタンにクラックの発生は見受けられなかった。したがって、貫通孔を有さないスイッチ機構に対し、本発明のスイッチ機構では約１０倍以上のスイッチボタンの長寿命化が確認された。

これにより、貫通孔を形成して、スイッチボタン押圧時に突起部を下方に変位させることにより、スイッチボタンの長寿命化を図ることができることが確認された。

本発明のスイッチ機構及び電子機器は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

上記実施形態においては、本発明のスイッチ機構を適用する電子機器として、携帯電話機を例にして説明したが、本発明のスイッチ機構を適用可能な電子機器は、携帯電話機に限定されることなく、ＰＤＡ（ＰＤＡ；Personal Digital Assistants/Personal Data Assistants）、ポータブルオーディオ機器、各種リモートコントローラ等の種々の電子機器に適用することができる。

Claims (13)

1. 押圧操作を受けるスイッチボタンと、
   前記スイッチボタンに対応する位置に突起部を有する支持板と、
   前記スイッチボタンと前記支持板との間に配され、前記スイッチボタンの押圧状態において前記突起部により電気的導通状態が切り替わるスイッチング構造体と、を備え、
   前記支持板は、前記突起部に対応する位置の周囲に貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、前記スイッチボタンの押圧状態において前記突起部が前記スイッチボタンの押圧方向に変位するように形成されていることを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記スイッチング構造体は、一方の面に第１電極及び第２電極を有する配線基板と、前記配線基板の前記一方の面に対向して配される導電体と、を有し、
   前記導電体は、前記スイッチボタンの非押圧状態において、前記第１電極と第２電極とを電気的に接続せず、前記スイッチボタンの押圧状態において、前記突起部に支持されることによって前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
3. 前記スイッチボタンの押圧状態が解除されると、前記突起部の変位は復元することを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ機構。
4. 前記突起部は、前記スイッチボタンの押圧状態において、押圧方向に０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ変位することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチ機構。
5. 複数の前記貫通孔が前記突起部を取り囲むように形成されてい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機構。
6. 前記貫通孔は、渦巻状であり、前記突起部を取り囲むように形成されてい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機構。
7. 前記貫通孔は、前記突起部の周囲に放射状に形成されてい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機構。
8. 前記支持板は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスイッチ機構。
9. 前記導電体は、皿形状であって、その凹面は前記配線基板に面しており、
   前記スイッチボタンの押圧状態において、前記導電体の前記凹面の一部が前記突起部の押圧により前記配線基板方向に隆起することによって前記導電体が前記第１電極と接触することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスイッチ機構。
10. 前記スイッチボタンは、樹脂であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のスイッチ機構。
11. スイッチ機構を備え、
    前記スイッチ機構は、押圧操作を受けるスイッチボタンと、前記スイッチボタンに対応する位置に突起部を有する支持板と、前記スイッチボタンと前記支持板との間に配され、前記スイッチボタンの押圧状態において前記突起部により電気的導通状態が切り替わるスイッチング構造体と、を有し、
    前記支持板は、前記突起部に対応する位置の周囲に貫通孔を有し、
    前記貫通孔は、前記スイッチボタンの押圧状態において前記突起部が前記スイッチボタンの押圧方向に変位するように形成されていることを特徴とする電子機器。
12. 前記スイッチング構造体は、一方の面に第１電極及び第２電極を有する配線基板と、前記配線基板の前記一方の面に対向して配される導電体と、を有し、
    前記導電体は、前記スイッチボタンの非押圧状態において、前記第１電極と第２電極とを電気的に接続せず、前記スイッチボタンの押圧状態において、前記突起部に支持されることによって前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続することを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記支持板は、電子機器の内蔵部品を収容する筐体の一部であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子機器。

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