JP5573367B2 - スイッチユニットおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明はスイッチユニットおよび電子機器に関する。

下記特許文献１には、カメラにおける背面カバーの一部を封止する透明板の内外にフォトセンサおよび反射板を配して防塵、防滴としたスイッチユニットが記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００４−３５４５９０号公報

フォトセンサは部品として高価である上、フォトセンサを用いた構造は部品点数が増加するので組立工数も増加する。よって、スイッチの製造コスト上昇が避けられない。

上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、電気的な接点を回路面に有する基板と、ユーザの操作に伴って前記回路面に対して平行方向に移動する突起部を有する操作部材と、前記接点の周縁部を取り囲んで前記基板に密着する密着部を有する弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記基板から離間して設けられ、移動する前記突起部の当接による押圧力を受けて弾性変形する非密着部を有するドーム部と、前記非密着部の弾性変形により前記回路面に対して垂直方向に移動し、前記接点を押圧して導通させる押圧部とを備え、前記非密着部は、移動する前記突起部が当接する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に対して前記突起部の移動方向に配設され、移動する前記突起部が当接しない第２傾斜部とを有し、前記基板と前記第１傾斜部とが前記突起部の移動方向における前記密着部と前記非密着部との遷移点に対して成す内角は、前記基板と前記第２傾斜部とが前記突起部の移動方向における前記密着部と前記非密着部との遷移点に対して成す内角よりも小さいスイッチユニットが提供される。

また、本発明の第二態様として、上記スイッチユニットを備える電子機器が提供される。

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

カメラ１００の背面図である。 スイッチ組立体２００の分解斜視図である。 スイッチ組立体２００の断面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的斜視図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的斜視図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的平面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的平面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的平面図である。 レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、電子機器の一種であるカメラ１００の背面図である。カメラ１００は、背面に複数の操作部を備える。カメラ１００において操作部を配置できる領域の面積には限りがあるので、複合的な操作部が設けられる場合がある。カメラ１００は、複合的な操作部のひとつとして、トップカバー１１０の背面部分に配されたスイッチ組立体２００を備える。スイッチ組立体２００は、後述するように、回転レバー２１０を含むスイッチユニットと押しボタン２２０を含むスイッチユニットとを有する。

回転レバー２１０は、トップカバー１１０から指を離すことなく、トップカバー１１０の表面に沿って指を動かすことによりユーザが操作できる。回転レバー２１０は、トップカバー１１０の背面に沿って紙面と平行に先端を押し下げた場合に電気的な接点を導通させる。

押しボタン２２０は、回転レバー２１０から指を大きく移動させることなく操作できる。押しボタン２２０は、カメラ１００の内部に向かって、紙面に垂直に押し込む操作により電気的な接点を導通させる。

このように、スイッチ組立体２００は、回転により操作する回転レバー２１０と、押し込みにより操作する押しボタン２２０とを併せて備える。また、回転レバー２１０および押しボタン２２０は個別に動作するので、各々に個別の機能を割り当てることができる。

なお、回転レバー２１０および押しボタン２２０は、いずれも、ユーザが操作している期間に限って接点が導通して、ユーザが指を離した非操作期間には、接点の導通が絶たれる。しかしながら、回転レバー２１０または押しボタン２２０の操作をトリガとして動作するフリップフロップ回路等を設けることにより、ある操作により生じた状態を、次の操作まで維持する機能が与えられる場合もある。

図２は、スイッチ組立体２００の分解斜視図である。スイッチ組立体２００は、トップカバー１１０の外側に配される回転レバー２１０および押しボタン２２０を有する。また、スイッチ組立体２００は、カメラ１００においてトップカバー１１０の内部に配される、レバー固定板金２３０、防滴ラバー２５０、フレキシブル基板２６０および押さえ板金２７０を有する。

回転レバー２１０は、ユーザが指を掛けて操作する操作部２１２と、回転レバー２１０自体の回転軸となる環状部２１４とを一体的に有する。環状部２１４の内側には、押しボタン２２０を挿通する貫通穴２１６が形成される。更に、回転レバー２１０は、貫通穴２１６の図中下端に、下向きに開口したキー溝２１８を有する。

トップカバー１１０は軸受け穴１１２を有する。軸受け穴１１２は、円弧状の内面形状を有して、環状部２１４の下部を挿通される。これにより、回転レバー２１０は、トップカバー１１０の表面と垂直な回転軸の周りを、トップカバー１１０の表面に沿って回転する。

押しボタン２２０は略円筒状で、径方向に突出するキー２２４を下端に有する。押しボタン２２０の側周面は、貫通穴２１６の内面と相補的な形状を有する。

押しボタン２２０は、キー溝２１８が開口する図中下側から貫通穴２１６に挿通される。これにより、押しボタン２２０の上端面に位置する押し下げ面２２２が、貫通穴２１６の内部に現れる。押しボタン２２０の下端ではキー２２４がキー溝２１８に嵌合するので、押しボタン２２０が環状部２１４から抜け落ちることはない。

レバー固定板金２３０は、バネ受け２３４および突起部２３８と、一対のビス穴２３６とを有する。バネ受け２３４は、レバー固定板金２３０の径方向に突出して配される。バネ受け２３４には、戻しバネ２４０の一端が結合される。突起部２３８は、プレス加工によりレバー固定板金２３０の一部を変形させて形成される。

ビス穴２３６は、レバー固定板金２３０を厚さ方向に貫通する。ビス穴２３６の各々には、レバー固定板金２３０を環状部２１４の下面に結合するビス２３２がそれぞれ挿通される。

回転レバー２１０およびレバー固定板金２３０がビス２３２により結合された場合、ユーザに操作された回転レバー２１０が回転すると、レバー固定板金２３０も共に回転する。よって、レバー固定板金２３０の一部である突起部２３８も、回転レバー２１０の回転に伴ってトップカバー１１０と平行に移動する。

なお、トップカバー１１０の軸受け穴１１２は、周方向の一部において径を拡大された一対の逃げ部１１３を更に有する。回転レバー２１０およびレバー固定板金２３０を結合したビス２３２は逃げ部１１３の内側を通過する。

逃げ部１１３はそれぞれ円弧状であり、周方向の端部に、径方向に形成された端面１１５を有する。このため、回転レバー２１０がある程度回転すると、ビス２３２が端面１１５に当接する。これにより、回転レバー２１０の回転の範囲は、ビス２３２が逃げ部１１３の内側で移動できる範囲に規制される。このように、逃げ部１１３およびビス２３２は協働して、回転レバー２１０の回転を規制する規制部材を形成する。

防滴ラバー２５０は、シリコンゴム等のように、弾性を有し、且つ、液密な材料により形成される。防滴ラバー２５０は、全体としては厚さの均一なシート状だが、一部が隆起して円形ドーム部２５２および非対称ドーム部２５４を形成する。

円形ドーム部２５２は、回転レバー２１０の回転軸Ｃと同軸の球面状の隆起部をなす。円形ドーム部２５２の中央には、防滴ラバー２５０を厚さ方向に貫通する嵌合穴２５３が形成される。

非対称ドーム部２５４は、円形ドーム部２５２の周縁に沿って概ね円弧状に形成される。非対称ドーム部２５４は、円形ドーム部２５２の周方向について一方に偏って配された水平面２５７と、円形ドーム部２５２の周方向に水平面２５７に向かって登る緩やかな傾斜を有する傾斜面２５５とを有する。

フレキシブル基板２６０は、図中上面にあたる回路面に、ドームスイッチ２６２および接点領域２６４を有する。ドームスイッチ２６２は、フレキシブル基板２６０の厚さ方向に押圧された場合に接触して導通する少なくとも一対の接点を有する。接点領域２６４は、少なくとも表面が導体材料により形成され、他の接点部材を押し付けられた場合に導通する。ドームスイッチ２６２および接点領域２６４は、それぞれ、フレキシブル基板２６０の配線を通じてスイッチ組立体２００の外部に電気的に接続される。

押さえ板金２７０は、一対のビス穴２７２を有する。ビス穴２７２の各々には、押さえ板金２７０を、トップカバー１１０の裏面（図中では下面）に結合するビス２７４がそれぞれ挿通される。押さえ板金２７０は、高い曲げ剛性を有して、防滴ラバー２５０およびフレキシブル基板２６０を下面から支持する。

図３は、スイッチ組立体２００の断面図である。同図には、回転レバー２１０の回転軸Ｃと非対称ドーム部２５４の水平面２５７とを含む、スイッチ組立体２００の縦断面のひとつが示される。図１および図２と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

軸受け穴１１２に下端が入り込んだ環状部２１４の上部は、軸受け穴１１２の内径よりも大きな外径を有する。これにより、回転レバー２１０が軸受け穴１１２の中に落ち込むことはない。

環状部２１４に結合されたレバー固定板金２３０は、少なくとも一部において、軸受け穴１１２の内径よりも大きな外径を有する。よって、レバー固定板金２３０と結合された回転レバー２１０が、トップカバー１１０から脱落することもない。

押しボタン２２０は、貫通穴２１６の内部に挿通されている。押しボタン２２０の押し下げ面２２２は、環状部２１４の上面よりも上方に突出する。これにより、押しボタン２２０の外径よりも太い指でも、押しボタン２２０を押し下げることができる。

また、押しボタン２２０は、図中下方に向かって突出する押圧軸２２６を有する。押圧軸２２６の下端近傍は、防滴ラバー２５０の嵌合穴２５３に嵌合しつつ、防滴ラバー２５０の下面まで突出する。更に、押圧軸２２６の下端は、フレキシブル基板２６０のドームスイッチ２６２の頂部に当接する。これにより、押しボタン２２０を押し下げた場合は、押圧軸２２６がドームスイッチ２６２を押圧して導通させるスイッチユニットが形成される。

なお、嵌合穴２５３の内径は、押圧軸２２６の外径よりも小さい。よって、押圧軸２２６が嵌合穴２５３に挿通された場合に、押圧軸２２６および嵌合穴２５３内面は相互に密着する。これにより、押圧軸２２６のよび嵌合穴２５３の間は密閉され、防滴ラバー２５０の下方に、外部から液体または塵芥が侵入することを阻止する。

また、防滴ラバー２５０に嵌合穴２５３を設けずに、押圧軸２２６が、防滴ラバー２５０を挟んでドームスイッチ２６２を押圧する構造にすることもできる。このような構造にした場合、防滴ラバー２５０の弾性により、ドームスイッチ２６２を押圧したときのクリック感は減少する。しかしながら、防滴ラバー２５０の気密性は向上するので、特に高い防滴性、防水性が求められる場合に有利になる。

カメラ１００の内部となるトップカバー１１０の下面には、スイッチ組立体２００を環状に包囲するリブ１１４が配される。ビス２７４によりトップカバー１１０の下面に締結された押さえ板金２７０は、フレキシブル基板２６０および防滴ラバー２５０を、リブ１１４の図中下端に向かって押し付ける。

これにより、リブ１１４と押さえ板金２７０とに挟まれた領域においては、防滴ラバー２５０が圧縮されて、リブ１１４およびフレキシブル基板２６０に密着する。よって、トップカバー１１０および防滴ラバー２５０の間は液密に封止される。

こうして、防滴ラバー２５０よりも下方に位置するフレキシブル基板２６０の回路面は、トップカバー１１０の外部から侵入する液体、塵芥等から遮断される。従って、回路面上のドームスイッチ２６２および接点領域２６４に液体、塵芥等が付着することが防止される。なお、リブ１１４の下端には、防滴ラバー２５０を局部的に強く押し付ける鋭利な先端部１１６が形成され、防滴性を向上させている。

なお、リブ１１４の一部は、戻しバネ２４０の他端を受けるバネ受け１１１を兼ねる。これにより、リブ１１４のバネ受け１１１と、レバー固定板金２３０のバネ受け２３４との間に挟まれて圧縮された戻しバネ２４０により、レバー固定板金２３０が付勢される。

また、レバー固定板金２３０の下面は、非対称ドーム部２５４の頂面である水平面２５７に触れている。しかしながら、非対称ドーム部２５４は中空に隆起して、非対称ドーム部２５４の内部に配された導通部２５６は、フレキシブル基板２６０の接点領域２６４から離れている。

図４は、スイッチ組立体２００からレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０を抜き出して見下ろした様子を示す模式的斜視図である。他の図と共通の要素には同じ参照番号を服して重複する説明を省く。

図示の状態は、回転レバー２１０が操作されておらず、図中に矢印Ｒで示す戻しバネ２４０の付勢力により、回転レバー２１０は初期位置に保たれている。このとき、突起部２３８は、下方に位置する非対称ドーム部２５４の傾斜面２５５に向かって突出している。ただし、突起部２３８は、傾斜面２５５の下端近傍に位置しており、突起部２３８と傾斜面２５５とは離間している。

換言すれば、傾斜面２５５は、回転レバー２１０が非操作状態にある場合に、非対称ドーム部２５４において突起部２３８に近い側に配される。また、回転レバー２１０が操作された場合、突起部２３８は、傾斜面２５５を登って水平面２５７に向かう方向に移動する。

図５は、スイッチ組立体２００からレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０を抜き出して見上げた様子を示す模式的斜視図である。同図には、防滴ラバー２５０の下面形状が現れている。円形ドーム部２５２は、裏面においても球面形状をなして、中央に嵌合穴２５３が配される。

非対称ドーム部２５４において、傾斜面２５５の下面は、防滴ラバー２５０の上面と略同じ傾斜を有する。一方、水平面２５７の下面では防滴ラバー２５０の膜厚がやや厚くなり、下方に向かって隆起した平坦面を有する導通部２５６が配される。導通部２５６は、カーボン粉末、導電性金属酸化物等の導電材料を分散されて電気的な接点となり得る導電性を有する。

これにより、非対称ドーム部２５４の水平面２５７が押圧された場合、非対称ドーム部２５４は弾性変形して、内側に配された導通部２５６を降下させる。よって、導通部２５６の下方に他の電気的接点を配することによりスイッチユニットが形成される。

図６は、図４および図５に示したレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的平面図である。なお、図３に示した縦断面を図６において点線Ａで示す。

スイッチ組立体２００において、レバー固定板金２３０は戻しバネ２４０により図中に矢印Ｒで示す方向に付勢される。回転レバー２１０が操作されていない非操作状態では、レバー固定板金２３０に挿通されたビス２３２が、逃げ部１１３の一方の端面１１５に当接する。

よって、レバー固定板金２３０は、図示の位置で制止される。このとき、突起部２３８は、非対称ドーム部２５４の傾斜面２５５の下端部に僅かに掛かった位置にある。このように、回転レバー２１０が非操作状態にある場合、戻しバネ２４０は、ビス２３２および端面１１５により定められた位置に回転レバー２１０を戻す。

図７は、図６において点線Ｂで示す断面におけるレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。図４を参照して説明したように、非操作状態における突起部２３８は、傾斜面２５５を含む非対称ドーム部２５４から離間している。

また、非対称ドーム部２５４の内部において、導通部２５６は、フレキシブル基板２６０上の接点領域２６４から離間している。よって、導通部２５６および接点領域２６４により形成されたスイッチは非導通状態となる。

図８は、ユーザが回転レバー２１０を操作し始めて、回転レバー２１０が僅かに回転した状態を、図６と比較して示す模式的平面図である。図示のように、回転レバー２１０が回転し始めると、レバー固定板金２３０は、図中に矢印Ｒで示す戻しバネ２４０の付勢に逆らって図中時計廻りに回転し始める。レバー固定板金２３０の回転に伴い突起部２３８も、非対称ドーム部２５４に接近する方向に移動し始める。

図９は、図８において点線Ｂで示す断面におけるレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。図中左方に移動した突起部２３８は、非対称ドーム部２５４の傾斜面２５５に接しているが、非対称ドーム部２５４は殆ど変形していない。ただし、突起部２３８がこれよりも図中左方に移動すると、突起部２３８の押圧力を受けた傾斜面２５５が押し下げられて、非対称ドーム部２５４が弾性変形を始める。

図１０は、レバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的平面図である。同図は、回転レバー２１０が回り切って、それ以上回転しない状態を、図６および図８と比較して示す。

回転レバー２１０が回転し切ると、レバー固定板金２３０に挿通されたビス２３２が逃げ部１１３の端面１１５に当接する。これにより、回転レバー２１０はそれ以上回転しなくなる。このとき、突起部２３８は、非対称ドーム部２５４の水平面２５７の直近まで移動している。

図１１は、図１０において点線Ｂで示す断面におけるレバー固定板金２３０および防滴ラバー２５０の模式的断面図である。回転レバー２１０が廻り切った場合、突起部２３８は、その押圧力により非対称ドーム部２５４を大きく弾性変形させる。

これにより、非対称ドーム部２５４の導通部２５６は、フレキシブル基板２６０上の接点領域２６４に押し付けられる。このように、スイッチ組立体２００においては、回転レバー２１０を回転させる操作により、回転レバー２１０の回転軸方向に導通部２５６を移動させて電気的に導通させることができる。

なお、既に説明した通り、逃げ部１１３の端面１１５とビス２３２との作用により回転レバー２１０の回転範囲が規制される。よって、移動した突起部２３８が、水平面２５７を越えて非対称ドーム部２５４を通り過ぎることはない。

また、ユーザが回転レバー２１０の操作をやめた場合は、戻しバネ２４０の付勢によりバネ受け２３４が矢印Ｒの方向に押され、回転レバー２１０は初期位置に復帰する。従って、非対称ドーム部２５４の弾性変形も解かれ、導通部２５６は上昇して接点領域２６４から離間する。

ここまでに説明したように、スイッチ組立体２００は、トップカバー１１０の表面に沿って操作する回転レバー２１０により、回転レバー２１０の回転軸方向に当接または離間する接点を操作できる。回転レバー２１０は、その操作において回転する範囲内で操作反力が殆ど変化しないので円滑に操作できる。

また、スイッチ組立体２００では、リブ１１４および防滴ラバー２５０により、接点領域２６４を含むフレキシブル基板２６０を、カメラ１００の外部から液密に封止している。よって、スイッチ組立体２００を通じてカメラ１００の内部に液体、塵芥等が侵入することが防止される。

更に、防滴ラバー２５０の一部に導通部２５６を設けた独特の構造により、スイッチ組立体２００全体を薄くすることができる。これにより、スイッチ組立体２００の配置の自由度が向上されると共に、カメラ１００の内部空間の利用効率を向上させることができる。

また更に、スイッチ組立体２００は、防水構造であるにもかかわらず部品点数が少なく、組立工数も少ないので、製造コストの低減と信頼性向上に寄与する。なお、上記の説明では回転レバー２１０を例に挙げて説明したが、上記のような構造は、突起部２３８を直線的に移動させるスライドスイッチにおいても同様に実現できる。

また、スイッチ組立体２００は、環状のレバー固定板金２３０と円弧状に配された非対称ドーム部２５４とを組み合わせて形成されるので、回転レバー２１０の回転軸上に、更に押しボタン２２０を配置できる。ただし、押しボタン２２０無しに、単独のレバースイッチとしても用い得ることはいうまでもない。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ カメラ、１１０ トップカバー、１１１、２３４ バネ受け、１１２ 軸受け穴、１１３ 逃げ部、１１４ リブ、１１５ 端面、１１６ 先端部、２００ スイッチ組立体、２１０ 回転レバー、２１２ 操作部、２１４ 環状部、２１６ 貫通穴、２１８ キー溝、２２０ 押しボタン、２２２ 押し下げ面、２２４ キー、２２６ 押圧軸、２３０ レバー固定板金、２３２、２７４ ビス、２３６、２７２ ビス穴、２３８ 突起部、２４０ 戻しバネ、２５０ 防滴ラバー、２５２ 円形ドーム部、２５３ 嵌合穴、２５４ 非対称ドーム部、２５５ 傾斜面、２５６ 導通部、２５７ 水平面、２６０ フレキシブル基板、２６２ ドームスイッチ、２６４ 接点領域、２７０ 押さえ板金

Claims (6)

1. 電気的な接点を回路面に有する基板と、
   ユーザの操作に伴って前記回路面に対して平行方向に移動する突起部を有する操作部材と、
   前記接点の周縁部を取り囲んで前記基板に密着する密着部を有する弾性部材と
   を備え、
   前記弾性部材は、
   前記基板から離間して設けられ、移動する前記突起部の当接による押圧力を受けて弾性変形する非密着部を有するドーム部と、
   前記非密着部の弾性変形により前記回路面に対して垂直方向に移動し、前記接点を押圧して導通させる押圧部と
   を備え、
   前記非密着部は、
   移動する前記突起部が当接する第１傾斜部と、前記第１傾斜部に対して前記突起部の移動方向に配設され、移動する前記突起部が当接しない第２傾斜部とを有し、
   前記基板と前記第１傾斜部とが前記突起部の移動方向における前記密着部と前記非密着部との遷移点に対して成す内角は、前記基板と前記第２傾斜部とが前記突起部の移動方向における前記密着部と前記非密着部との遷移点に対して成す内角よりも小さいスイッチユニット。
2. 前記突起部が前記第２傾斜部との当接位置に達しないように前記突起部の移動を規制する規制部材を備える請求項１に記載のスイッチユニット。
3. ユーザの非操作時において、前記接点を非導通状態とする定位置へ前記操作部材を付勢する付勢部材を備える請求項１または２に記載のスイッチユニット。
4. 前記操作部材は回転レバーであって、
   前記回転レバーの回転中心には、前記基板上に設けられた他の接点を導通させる押しボタンを備える請求項１から３のいずれか１項に記載のスイッチユニット。
5. 前記押しボタンの、前記他の接点を押圧する押圧軸は、前記弾性部材に設けられた嵌合穴を貫通して前記他の接点を押圧する請求項４に記載のスイッチユニット。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載のスイッチユニットを備える電子機器。

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