JP5797159B2 - 防水用押釦スイッチ部材 - Google Patents

Description

本発明は、防水用押釦スイッチ部材に関する。

最近、雨天時に屋外で使用する際あるいはバスルームなどの高湿環境下で使用する際に支障をきたさないように防水機能を備えた携帯端末がユーザに好まれている。携帯端末における水の浸入箇所は、いくつか存在するが、それらの内の代表的な場所は、押釦を外側に露出させるために設けられる開口部と当該押釦との隙間である。当該隙間からの浸水は、機器内部の電気ショートを招き、機器に決定的なダメージを与えるおそれがある。そこで、このような問題をできるだけ生じないようにするため、通常、押釦と機器内部の回路基板上のスイッチとの間に弾性体を介在させ、開口部に弾性体を密着させる構成が採られている（例えば、特許文献１を参照）。

図１１は、従来の防水用押釦スイッチ部材の一例の断面図を示す。この防水用押釦スイッチ部材１００は、開口部１０１を機器の外側に向けるように筐体１０２の貫通孔１０３に装着される弾性部材から成る容器部１０４と、当該容器部１０４の開口部１０１に挿入される軸部１０５を有する押釦１０６とを備え、容器部１０４の内部に硬質樹脂製若しくは金属製の筒状ホルダ１０７を装着して成る。容器部１０４は、その外周面に沿って容器部１０４の径方向外側に突出するリブ１０８を備える。容器部１０４を貫通孔１０３に挿入した状態において、リブ１０８は、貫通孔１０３の内壁に密着する。この状態において、押釦１０６を筺体１０２の内方に向かって押すと、リブ１０８と貫通孔１０３の内壁との密着を保持したまま、容器部１０４越しに機器内部のスイッチ１０９を入力することができる。このように、筒状ホルダ１０７を容器部１０４の内部に装着することによって、容器部１０４の形状を保持して、貫通孔１０３と容器部１０４との密着性を維持することができると共に、容器部１０４を筐体１０２に組み込む作業も容易になる。

特開２００６−３４４５２８号公報

しかし、上記のような従来の防水用押釦スイッチ部材１００には、次のような問題がある。弾性部材から成る容器部１０４中に筒状ホルダ１０７を埋設するのは、製造工程上、非常に難しく、製造中に、筒状ホルダ１０７の一部が容器部１０４の外に露出する可能性がある。このため、製品の歩留まりが低くなる。また、容器部１０４と筒状ホルダ１０７とが異種材料であるため、両者の接着性を向上させるために、筒状ホルダ１０７にプライマー処理を施し、あるいは弾性部材側に筒状ホルダ１０７と接着させる処方を施す必要がある。このような接着性を向上させる手段を採っても、筒状ホルダ１０７と容器部１０４とが乖離する場合があり、加えて弾性部材側に上記易接着性を付与するような処方を施す場合には、容器部１０４と成形用の金型との接着性も高くなり、この結果、成形に不具合が生じ、製品の歩留まりが低くなる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、防水性を高く維持しつつ、製造しやすい防水用押釦スイッチ部材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本発明の一形態は、機器の筺体より内方への防水を図り、筺体より内方のスイッチを入力可能な防水用押釦スイッチ部材であって、弾性部材から構成されていて一方を開口すると共に開口側と反対側に突出して筺体の貫通孔に挿入して配置される１または２以上の容器部を少なくとも備える弾性体と、容器部の開口部からそれより内方の空間に挿入される軸部を有する押釦と、容器部の外周に沿って連続形成される１若しくは２以上のループ状の外側リブと、外側リブに対して容器部の側壁を挟んで対向する容器部の内周面と、軸部の外周面との間にあって、外側リブを容器部の径方向内側に変形しにくくする外側リブ保持手段とを備える防水用押釦スイッチ部材である。

本発明の別の形態は、さらに、外側リブ保持手段を、容器部の内周面から押釦の軸部の方向に突出する内側リブとする防水用押釦スイッチ部材である。

本発明の別の形態は、さらに、内側リブの付け根部分の面積を、外側リブの付け根部分の面積より大きくした防水用押釦スイッチ部材である。

本発明の別の形態は、さらに、内側リブの突出部と軸部との接触面積を、外側リブの突出部と貫通孔の内壁との接触面積より大きくした防水用押釦スイッチ部材である。

本発明の別の形態は、さらに、少なくとも外側リブ保持手段の表面に、撥水性若しくは滑り性を高めるコーティング層を有する防水用押釦スイッチ部材である。

本発明によれば、防水性を高く維持しつつ、製造しやすい防水用押釦スイッチ部材を提供することができる。

図１は、この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の主要部分の斜視図を示す。 図２は、この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図を示す。 図３は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部分の平面図を示す。 図４は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材を組み立てた状態の底面図を示す。 図５は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図を示し、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示する。 図６は、図５に示す状態から組み立てた状態の防水用押釦スイッチ部材の断面図およびその一部を拡大した拡大断面図を示す。 図７は、図６に示す弾性体のみの組み立て前の断面図を示す。 図８は、図６に示す弾性体の組み立て前の断面図と、外側リブおよび内側リブの近傍の拡大断面図とを示す。 図９は、図８に示す外側リブおよび内側リブの変形例の拡大断面図を示す。 図１０は、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材の上述の実施の形態と異なる実施の形態の断面図を示す。 図１１は、従来の防水用押釦スイッチ部材の一例の断面図を示す。

次に、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の主要部分の斜視図を示す。図２は、この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材の分解斜視図を示す。図３は、図１に示す防水用押釦スイッチ部材の主要部分の平面図を示す。図４は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材を組み立てた状態の底面図を示す。

この実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材１は、機器の筺体より内方への防水を図り、筺体より内方のスイッチの入力を可能とする。係る防水用押釦スイッチ部材１は、弾性材料から構成されると共に一方（図１において下方）に開口して当該開口側と反対側（図１において上方）に突出する３個の容器部２ａと、弾性材料から構成されると共に当該容器部２ａの開口部４からその径方向外側に延出して形成される弾性フランジ部２ｂとを連接して成る弾性体２を備える。弾性フランジ部２ｂの好適な厚さ（Ｔ１）、幅（Ｗ）および長さ（Ｌ）は、それぞれ、０．２〜１．５ｍｍ、３．０〜１０．０ｍｍおよび７．０〜６０.０ｍｍである。弾性フランジ部２ｂは、好適には、その両端近傍に、電子端末等の筺体に固定するための貫通孔３を備える。

３個の容器部２ａは、細長い弾性フランジ部２ｂ上において、ほぼ直線上に配置されている。容器部２ａは、開口部４から内部に空間１０を有する薄肉状の突出部である。容器部２ａは、その開口部４の位置から底部までの間に、容器部２ａの外周に沿って連続形成される１つのループ状の外側リブ１１を備える。外側リブ１１は、好適には、容器部２ａを縦方向に貫く中心軸に対して直交する方向、すなわち、容器部２ａの径方向外側に突出する。ただし、外側リブ１１は、当該径方向からやや上に向かう方向あるいは下に向かう方向に傾いて形成されていても良い。さらに、外側リブ１１は、容器部２ａの開口部４と非平行な面の周りにループ状に形成されていても良い。弾性体２は、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、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然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、フッ素系の熱可塑性エラストマー； あるいはそれらの複合材を好適に用いることができる。上記材料の中でも、耐久性に優れたシリコーンゴムまたはそれを含む複合材が特に好ましい。

図２に示すように、防水用押釦スイッチ部材１は、各容器部２ａの開口部４から空間１０内に一部を挿入する押釦５を備える。押釦５は、各容器部２ａの開口部４の外側に露出するフランジ部６と、当該開口部４内の空間１０に挿入される軸部７とを備える。押釦５の材料は、特に限定されず、樹脂、金属、セラミックス、ガラス等を例示できる。防水用押釦スイッチ部材１は、弾性体２と押釦５とを最少限の構成とするが、筺体や後述のスイッチを含むものでも良い。

図５は、図２に示す防水用押釦スイッチ部材を機器に組み込む状態を示す組立断面図を示し、図４のＡ−Ａ線断面図のＢで示す部分のみを図示する。

機器（例えば、携帯電話、携帯端末、テレビ、ラジオ、オーディオ機器等に代表される押しボタンを備える機器）の筐体２０は、弾性体２の容器部２ａを挿入可能な貫通孔２１を有する。機器は、筐体２０の内方であって、好ましくは貫通孔２１の直下位置に、スイッチの一例としてのドーム型スイッチ３０を備える。

弾性体２を構成する容器部２ａは、押釦５を容器部２ａにセットした状態において、容器部２ａの内周面１０ａから押釦５の軸部７の方向に突出する内側リブ１２を備える。内側リブ１２は、好ましくは、容器部２ａの内周面１０ａに沿ってループ状に連続形成される。内側リブ１２は、外側リブ１１に対して容器部２ａの側壁を挟んで対向する容器部２ａの内周面１０ａと、軸部７の外周面７ａとの間にあって、外側リブ１１を容器部２ａの径方向内側に変形しにくくする外側リブ保持手段の一例である。内側リブ１２は、好適には、容器部２ａを縦方向に貫く中心軸に対して直交する方向、すなわち、容器部２ａの径方向内側に突出する。ただし、内側リブ１２は、外側リブ１１と同様、当該径方向からやや上に向かう方向あるいは下に向かう方向に傾いて形成されていても良い。さらに、内側リブ１２は、容器部２ａの開口部４と非平行な面の周りにループ状に形成されていても良い。また、容器部２ａは、好ましくは、内側の底部に、開口部４の側に突出し、押釦５を容器部２ａの空間１０内に配置した際に軸部７の先端面と接触する突出部１３を備える。

ドーム型スイッチ３０は、回路基板３５上にリング状の電極板３２と、当該電極板３２の内側に配置される電極板３３と、電極板３２と電気的に接続される一方で電極板３３と電気的に接続されない導電性のドーム３４とを備え、回路基板３５上に固定される。ドーム３４は、容器部２ａ側からの押圧を受けると、弾性的にへこんで電極板３３と接触する。この結果、電極板３２と電極板３３とが導通する。ドーム３４は、導電性材料（金属など）のみから構成されても良く、また、非導電性材料から構成されていてその少なくとも内面に導電性材料をコートしたものでも良い。また、電極板３２は、リング状以外の形状であっても良く、また、その個数を２個以上としても良い。

図６は、図５に示す状態から組み立てた状態の防水用押釦スイッチ部材の断面図およびその一部を拡大した拡大断面図を示す。

容器部２ａを筺体２０の貫通孔２１に挿入し、容器部２ａの空間１０に押釦５の軸部７を挿入して防水用押釦スイッチ部材１を組み立てた状態において、容器部２ａは、外側リブ１１を貫通孔２１の内壁に、内側リブ１２を軸部７の外周面７ａに、それぞれ密着させて配置される。このため、容器部２ａは、軸部７との間に内側リブ１２を有する。したがって、外側リブ１１は、容器部２ａの径方向内側に変形しにくく、筺体２０の貫通孔２１の内壁に密着した状態を保持できる。内側リブ１２を設けずに、容器部２ａの空間１０と軸部７とを、それらの隙間がほとんどない程度に密着させることも不可能ではない。しかし、局所的に隙間が生じ、あるいは軸部７から外側リブ１１に外方向の力を十分に伝えきれない危険性がある。このため、内側リブ１２を形成し、軸部７から外側リブ１１へ外方向の力を確実に伝えるようにしている。

図７は、図６に示す弾性体のみの組み立て前の断面図を示す。

弾性体２は、好ましくは、容器部２ａの少なくとも内側リブ１２の表面に、撥水性若しくは滑り性を高めるためのコーティング層４０を有する。コーティング層４０は、押釦５の軸部７を、容器部２ａの空間１０内にスムーズに挿入若しくは空間１０からスムーズに抜くことができるようにする。コーティング層４０は、内側リブ１２の表面のみならず、あるいは内側リブ１２の表面に代えて、外側リブ１１の表面に形成することもできる。これによって、容器部２ａを、筺体２０の貫通孔２１内にスムーズに挿入若しくは貫通孔２１からスムーズに抜くことができる。コーティング層４０の材料については、特に限定しないが、例えば、フッ素系、ウレタン系、シリコーン系のコーティング剤を使用することができ、特には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体などに代表されるフッ素を化学構造に含む化合物を潤滑成分とするコーティング剤を使用することが好ましい。コーティング層４０は、外側リブ１１の表面あるいは内側リブ１２の表面といった局所的な部位のみならず、容器部２ａの外面全体および／あるいは内面全体を覆うように形成しても良い。

図８は、図６に示す弾性体の組み立て前の断面図と、外側リブおよび内側リブの近傍の拡大断面図とを示す。

この実施の形態では、外側リブ１１および内側リブ１２は、各突出側の面を曲面形状とする。内側リブ１２の付け根部分の面積（すなわち、内側リブ１２が容器部２ａの内壁と接する領域の面積）Ｓ２は、好適には、外側リブ１１の付け根部分の面積（すなわち、外側リブ１１が容器部２ａの外壁と接する領域の面積）Ｓ１より大きい。このように外側リブ１１および内側リブ１２を構成すると、軸部７を容器部２ａ内にセットしたときに生じる外方向の力を、外側リブ１１により確実に伝えることができる。また、内側リブ１２の厚さＤ２を外側リブ１１の厚さＤ１より大きく、かつ厚さＤ２の範囲に厚さＤ１が入るように、外側リブ１１と内側リブ１２を形成する方が好ましい。軸部７からの外方向の力を、外側リブ１１にさらに確実に伝えることができるからである。加えて、内側リブ１２の突出部と軸部７との接触面積は、外側リブ１１の突出部と貫通孔２１の内壁との接触面積よりも大きい方が好ましい。内側リブ１２と軸部７とをより広い面にて接触させ、外側リブ１１と貫通孔２１の内壁とをより狭い面にて接触させることにより、軸部７から外側リブ１１の突出部に向けて集力し、もって、防水機能をより高めることができる。加えて、容器部２ａを筺体２０の貫通孔２１に挿入し、容器部２ａの空間１０に押釦５の軸部７を挿入して防水用押釦スイッチ部材１を組み立てた際には、外側リブ１１と内側リブ１２の圧縮体積がほぼ等しくなるように、組み立て前の弾性体２では、外側リブ１１の突出高さＡ１を、好適には、内側リブ１２の突出高さＡ２以上とする。

図９は、図８に示す外側リブおよび内側リブの変形例の拡大断面図を示す。

図９に示す外側リブ１１ａおよび内側リブ１２ａは、共に、縦方向の断面を台形とする形態にて容器部２ａに形成されている。内側リブ１２ａの付け根部分の面積（すなわち、内側リブ１２ａが容器部２ａの内壁と接する領域の面積）Ｓ２は、好適には、外側リブ１１ａの付け根部分の面積（すなわち、外側リブ１１ａが容器部２ａの外壁と接する領域の面積）Ｓ１より大きい。また、内側リブ１２ａの厚さＤ２は、外側リブ１１ａの厚さＤ１より大きく、かつ厚さＤ２の範囲に厚さＤ１が入るように、外側リブ１１ａと内側リブ１２ａを形成する方が好ましい。これにより、図８に示す前述の外側リブ１１と内側リブ１２と同様、軸部７からの外方向の力を、外側リブ１１ａに確実に伝えることができる。加えて、内側リブ１２ａの先端面の面積Ｓ２'は、外側リブ１１ａの先端面の面積Ｓ１’よりも大きい方が好ましい。これによって、内側リブ１２ａと軸部７とをより広い面にて接触させ、外側リブ１１ａと貫通孔２１の内壁とをより狭い面にて接触させることができる。このため、軸部７から外側リブ１１ａの先端面に向けて集力し、防水機能をより高めることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々変形実施可能である。

図１０は、本発明に係る防水用押釦スイッチ部材の上述の実施の形態と異なる実施の形態の断面図を示す。

図１０に示す係る防水用押釦スイッチ部材１’は、上述の実施の形態に係る防水用押釦スイッチ部材１と異なり、押釦５’の軸部７の外周面７ａに沿って、容器部２ａの外側リブ１１と対向する位置に、ループ状の軸部側リブ５０を備える。容器部２ａは、その内周面１０ａに、上述の内側リブ１２，１２ａのようなリブを備えていない。軸部側リブ５０は、外側リブ１１に対して容器部２ａの側壁を挟んで対向する容器部２ａの内周面１０ａと、軸部７の外周面７ａとの間にあって、外側リブ１１を容器部２ａの径方向内側に変形しにくくする外側リブ保持手段の一例である。このように、軸部７における外側リブ１１と対向する位置に、突出部位を形成しても、外側リブ１１と貫通孔２１の内壁との密着性を高めることができる。図１０に示す防水用押釦スイッチ部材１’は、軸部側リブ５０あるいはそれを含む軸部７全体にコーティング層４０を設けても良い。

上述の実施の形態において、弾性体２は、３個の容器部２ａを弾性フランジ部２ｂにて連接する形態を有しているが、１個のみ、２個あるいは４個以上の容器部２ａを備えていても良い。また、弾性体２は、弾性フランジ部２ｂを必ずしも備えず、容器部２ａのみであっても良い。さらに、ドーム型スイッチ３０以外のスイッチ、例えば、タクタイルスイッチを備えるようにしても良い。内側リブ１２，１２ａあるいは軸部側リブ５０は、容器部２ａの内周面１０ａあるいは軸部７の外周面７ａにループ形状に連続形成されている方が好ましい。しかし、内側リブ１２，１２ａあるいは軸部側リブ５０は、それぞれ軸部７あるいは容器部２ａとの間の防水を図る必要が無いので、外側リブ１１，１１ａを貫通孔２１の内壁に密着させるように機能するならば、それら１２，１２ａ，５０の一部に切れ目を有していても良い。

外側リブ１１，１１ａは、１つのみではなく、２以上備えていても良い。また、内側リブ１２，１２ａあるいは軸部側リブ５０も同様に、容器部２ａの各外側リブ１１，１１ａに対向する位置に２以上備えていても良い。さらには、外側リブ１１，１１ａを２以上形成した場合において、２以上の外側リブ１１，１１ａの対向位置を包含する領域に、１つのみの内側リブ１２，１２ａあるいは１つのみの軸部側リブ５０を形成しても良い。

本発明は、例えば、携帯端末等の防水機器に組み込まれるスイッチ部材として利用することができる。

１，１’ 防水用押釦スイッチ部材
２ 弾性体
２ａ 容器部
４ 開口部
５，５’ 押釦
７ 軸部
７ａ 外周面
１０ 空間
１０ａ 内周面
１１，１１ａ 外側リブ
１２，１２ａ 内側リブ（外側リブ保持手段の一例）
２０ 筐体
２１ 貫通孔
３０ ドーム型スイッチ（スイッチの一例）
４０ コーティング層
５０ 軸部側リブ（外側リブ保持手段の一例）
Ｓ１ 外側リブの付け根部分の面積
Ｓ２ 内側リブの付け根部分の面積
Ｓ１’ 外側リブの突出部と貫通孔の内壁との接触面積
Ｓ２’ 内側リブの突出部と軸部との接触面積

Claims (5)

1. 機器の筺体より内方への防水を図り、当該筺体より内方のスイッチを入力可能な防水用押釦スイッチ部材であって、
   弾性部材から構成されていて一方を開口すると共に当該開口側と反対側に突出して、上記筺体の貫通孔に挿入して配置される１または２以上の容器部を少なくとも備える弾性体と、
   上記容器部の開口部からそれより内方の空間に挿入される軸部を有する押釦と、
   上記容器部の外周に沿って連続形成される１若しくは２以上のループ状の外側リブと、
   上記外側リブに対して上記容器部の側壁を挟んで対向する上記容器部の内周面と、上記軸部の外周面との間にあって、上記外側リブを上記容器部の径方向内側に変形しにくくする外側リブ保持手段と、
   を備え、
   前記外側リブ保持手段は、前記容器部の前記内周面から前記押釦の前記軸部の方向に突出する内側リブである防水用押釦スイッチ部材。
2. 機器の筺体より内方への防水を図り、当該筺体より内方のスイッチを入力可能な防水用押釦スイッチ部材であって、
   弾性部材から構成されていて一方を開口すると共に当該開口側と反対側に突出して、上記筺体の貫通孔に挿入して配置される１または２以上の容器部を少なくとも備える弾性体と、
   上記容器部の開口部からそれより内方の空間に挿入される軸部を有する押釦と、
   上記容器部の外周に沿って連続形成される１若しくは２以上のループ状の外側リブと、
   上記外側リブに対して上記容器部の側壁を挟んで対向する上記容器部の内周面と、上記軸部の外周面との間にあって、上記外側リブを上記容器部の径方向内側に変形しにくくする外側リブ保持手段と、
   を備え、
   前記外側リブ保持手段は、前記軸部における前記外側リブと対向する位置に突出して設けられる軸部側リブである防水用押釦スイッチ部材。
3. 前記内側リブの付け根部分の面積は、前記外側リブの付け根部分の面積より大きい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。
4. 前記内側リブの突出部と前記軸部との接触面積は、前記外側リブの突出部と前記貫通孔の内壁との接触面積より大きいことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の防水用押釦スイッチ部材。
5. 少なくとも前記外側リブ保持手段の表面に、撥水性若しくは滑り性を高めるコーティング層を有することを特徴とする請求項１から請求項４のずれか１項に記載の防水用押釦スイッチ部材。

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