JP6976853B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置に組み込むためのスイッチ構成に関する。本発明の態様は、このようなスイッチを含む電子装置に関する。特に、スイッチは、使い捨ての医療機器、例えば電気的神経刺激装置に有用である。

低コストの使い捨て電子装置は、医療機器分野を含む多くの分野で使用されている。本出願人らは以前、特許文献１に電気的神経刺激装置を記載している。特許文献１に記載された装置は、装置を駆動するため及びユーザーが装置を操作できるようにするために必要な電子機器（それらは一般的にＰＣＢ及び電気セルを含む）を収容する制御ユニットを組み込んできる。制御ユニットによって駆動される１対の電極は、制御ユニットに通じる導電性トラックと共に電気絶縁性の可撓性基板（ＢｏＰＥＴ（二軸配向ポリエチレンテレフタレート）、例えばマイラー（登録商標）など）に印刷されている。基板は、例えば可撓性プラスチック材料から作られたより堅牢な細長い舌状部に取り付けられる。
このような装置は、装置を作動又は停止させるため又はユーザーが電気刺激の強度又は他の特性を調節することを可能にするために電気スイッチを組み込んでいる。適切なスイッチ及びそれに付随する可動部品を低コストのユニットに組み込むことは、特にユニットが密封され又は使い捨てできるよう意図されている場合、問題となり得る。

国際公開第２０１０／０７０３３２号

本発明の実施形態の目的の１つは、代替的なスイッチ構成を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、電子装置であって、
電気接点を有するプリント回路基板を収容する内部と外部とを画定するプラスチックケーシングであって、ケーシングの内部に撓ませることができる外部の一体的な可撓性部分を組み込んだケーシングと、
導電性経路を支持する電気絶縁性の可撓性基板と
を含み、
可撓性基板の少なくとも一部分は、一体的な可撓性部分をケーシングの内部に撓ませると、一体的な可撓性部分が可撓性基板の前記少なくとも一部分をＰＣＢと接触させ、導電性経路が電気接点に接触して電気回路を完成するように、前記少なくとも一部分がＰＣＢに隣接するがＰＣＢから離間するようにケーシングによって保持されている装置が提供される。

この構成は、制御電子回路を支持するプリント回路基板（ＰＣＢ）と組み合わせてプリント回路を支持する基板からスイッチを形成することを可能にする。基板上のプリント回路とＰＣＢは、ケーシングの一体的な可撓性部分を作動させるとこれら２つが接触して電気回路が完成するように互いに配置されている。これは、装置を作動又は停止するのに、或いは動作パラメーターを調節するのに使用することができる。スイッチは、可動部品が少なく、通常の製造工程で形成することができるため、比較的安価に製造することができ、堅牢である。

好ましい実施形態において、外部の一体的な可撓性部分は、一体的な可撓性部分に力を加えると一体的な可撓性部分がケーシングの内部に撓み、力を加えないと一体的な可撓性部分がもはや撓まないように弾性を有する。これにより、可撓性部分がばねとして作用し、閉鎖後にスイッチを再び開くことが可能になる。従って、スイッチを再び開くために追加のばねを含む必要はない。

好ましくは、外部の一体的な可撓性部分は、ドーム形状に形成されている。この特徴はまた、押されたときの触覚フィードバックをもたらす。これは、作動時にドームを変形させると生じる。ドームの全体形状とポリマーの特性の両方が、ボタン／ドームが元の状態に再構成するのを助ける。

好ましくは、可撓性基板の一部分は、張力によりケーシングに保持されている。例えば、可撓性基板は、基板がケーシングに保持されるように、ケーシング内に形成された蛇行経路内に配置されることができる。基板を張力下に置くことはまた、基板が多少ばねとして作用すること、望ましくない動きを防止又は低減するために基板をケーシング内に素早く保持することを可能にする。ケーシングは、（例えば、超音波溶接のような溶接によって）互いに固定された２つの部分から形成されることができ、蛇行経路は、２つの部分の間に形成されている。

可撓性基板は、ケーシングを超えて延びていることができる。これにより、ケーシングの外側で電気信号を取り込むことが可能になり、例えば、神経筋刺激装置として使用するためにケーシングを超えて取り付けられた電極を駆動することができる。

可撓性基板は、高分子基板、好ましくは二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム、例えばマイラー（登録商標）であることができる。

一体的な可撓性部分は、可撓性基板をＰＣＢに接触させるのに役立つような大きさ及び形状にされた内方への突起、例えば、ケーシングの可撓性部分の内面から延びる１つ又は複数のピンを含むことができる。

装置は、ケーシング内に電気セルを更に含むことができる。

装置は、複数の外部の一体型可撓性部分と、ＰＣＢ上の対応する複数の電気接点とを含むことができ、すなわち、装置は複数のスイッチを含む。

好ましくは、ケーシングは、水分の侵入に対して実質的に密封されている。

好ましくは、ケーシングは射出成形されている。

装置は、好ましくは医療機器、例えば電気的神経筋刺激装置である。しかしながら、スイッチは、当業者に容易に理解されるように、あらゆる装置に組み込むことができる。

また、本発明によって提供されるのは、電気スイッチであって、
電気接点を有するプリント回路基板を収容する内部と外部とを画定するプラスチックケーシングであって、ケーシングの内部に撓ませることができる外部の一体的な可撓性部分を組み込んだケーシングと、
導電性経路を支持する電気絶縁性の可撓性基板と
を含み、
可撓性基板の少なくとも一部分は、一体的な可撓性部分をケーシングの内部に撓ませると、一体的な可撓性部分が可撓性基板の前記少なくとも一部分をＰＣＢと接触させ、導電性経路が電気接点に接触して電気回路を完成するように、前記少なくとも一部分がＰＣＢに隣接するがＰＣＢから離間するようにケーシングによって保持されている電気スイッチである。

国際公開第２０１０／０７０３３２号から抜粋した電子神経筋刺激装置を示す。 本発明の一実施形態によるスイッチ装置を組み込んだ、装置の制御モジュールの一部を示す。 ユーザーに作動されているときの図２の制御モジュールを示す。 図３の一部の拡大図を示す。 別の装置を示す。 別の装置を示す。

図１に示されているのは、国際公開第２０１０／０７０３３２号に記載される神経筋刺激装置１０である。装置は、一端に細長い舌状部１４、他端に成形された凹部１６を含む、可撓性の非伸縮熱可塑性エラストマー基板１２を含む。

舌状部１４には、正の電極１８と負の電極２０とが印刷されている。正の電極は負の電極よりわずかに大きい。各電極は、電極から凹部１６内に位置するそれぞれの接点２６、２８に通じる導電性トラック２２、２４を含む。

図に示されていないのは、望ましくない電流の漏れを防ぐために、正のトラック２２と負の電極２０との間に配置された絶縁ストリップと、舌状部の縁にある類似のストリップである。

凹部１６内には、電気セル（図示せず）と、電極を制御するための適切な回路を含むＰＣＢ（図示せず）とが配置される。導電性トラック２２、２４及び接点２６、２８と共に、これは完全な回路を形成する。その後、プラスチックカバーが、部品を密封するために凹部１６の上に音波溶接される。その後、ゲル層が装置１０全体の上に配置され、これは、ユーザーの手足との電気的接触を提供し、装置をユーザーに付着させた状態に維持するのに役立つ。ゲルは、剥離可能なバッキング層によって輸送中に保護されることができる。

凹部１６の外面には、一体的なダイヤフラムボタン３０と、ＬＥＤを表示するための開口部３２とが形成されている。ボタン３０は、装置を作動させるためにバッテリーハウジング又はＰＣＢ上の対応するボタンと接触するように配置されている。開口部３２は、装置が動作しているか否かを示すＬＥＤを表示する。

本明細書に記載したスイッチ装置を組み込むために、装置１０は様々な方法で変更される。正の電極１８及び負の電極２０は、それ自体が細長い舌状部１４に固定されたＢｏＰＥＴ（例えば、マイラー（登録商標））可撓性基板に印刷される。基板はまた、電極をＰＣＢ上の制御回路に接続するための導電性トラックを支持する。更に、ボタン３０は、後述するように、バッテリーハウジング又はＰＣＢ上の対応するボタンにそれ自体接触しない。

別の装置を図５及び図６に外観図で示す。これは、図１に示された装置と動作が概ね類似しているが、凹部／囲いが可撓性舌状部の中心に向かって配置されている点でわずかに異なる構成を有する。２つのドーム形プッシュボタンの存在が、図５の装置の上面に見られる。装置の下面からの図を図６に示す。

図２は、本発明の一実施形態による、図５及び図６の変更された装置の断面を示す。図は、囲い（図１の凹部１６に対応する）を形成するハウジング３０を示す。ハウジング３０は、ハウジングの上側部分及び下側部分を形成する２つの射出成形プラスチック部品（３２、３４）から形成されている。細長い舌状部１４は、ハウジング３０の両端に形成されたフランジに接続されることができる。ハウジング３０の内部には、電気セル３６及びＰＣＢ３８が配置されている。ハウジングの２つの部分は、例えば超音波溶接によって、水密シールを形成するように互いに溶接されている。

ハウジング３０は、上側部分３２と下側部分３４との間に形成された蛇行経路４０を含み、経路は、これらの部分の隙間として形成されている。この経路４０の内部には、ハウジングを超えて延び、舌状部１４に固定され得る、マイラー可撓性基板４２が配置されている。基板４２の下面（図に見られる）には、基板をＰＣＢ３０及びセル３６に接続するための一対の電極と導電性トラックが印刷されている。蛇行経路４０は、基板４２を、ＰＣＢ３８の上に懸架されるように、且つハウジングに対して移動しないように張力により保持する。

ハウジング３０の上側部分３２の上側外面には、可撓性の突出するドーム４４の形態の一対のスイッチが形成され、各ドーム４４は、内側に延びるピン４６を含む。ドーム４４及びピン４６は、ハウジングの内部に一体的に形成されている。ドーム４４は詳細には、圧力下で変形するが、その圧力を除去すると元の位置に戻るような弾性材料から形成されている。本発明の一部の実施形態では、ドームは、元の位置に戻らないように、単に変形可能な材料から形成されることができる。

スイッチを作動させるために、ユーザーは、指でドーム４４（図３及び図４に示す）に圧力を加える。ドーム４４は、変形してハウジング３０へと内側に延び、これによりピン４６を基板４２と接触させ、基板４２はその結果、押されてＰＣＢ３８と接触する。基板４２に印刷された導電性トラックの一部がその結果、ＰＣＢ上に形成された導電性部分と接触し、それによって完全な電気回路を形成し、スイッチを閉じる。ユーザーがスイッチを解放すると、プラスチック材料の弾性はドーム４４が元の位置に戻ることを可能にし、一方、基板４２の張力もばねとして作用することによって補助する。これにより基板４２がＰＣＢ３８から離され、それによってスイッチが開く。スイッチのドーム形状は、基板の弾力性及びピンの存在と組み合わせて、ユーザーに触覚フィードバックを提供する。

特定の実施形態では、スイッチが閉じたままであるように、ドーム４４は弾力性がなくてもよく、これは、単回使用のボタン又は回路に使用することができる。

スイッチを神経筋刺激用の医療機器との関連で説明してきたが、その適用性がそれほど限定されないことは明らかであろう。特に、スイッチ装置は、可動部品が比較的少なく、どのみち電子装置に使用される部品（ケーシング、基板、ＰＣＢ）からスイッチを形成することができるという点で、低コストの使い捨て用途に理想的に適している。また、防水性の高い装置をもたらすためにケーシングを密封することもできる。本発明者らは特に、スイッチをとりわけ携帯電話、腕時計、制御パネル、又はキーボードに有用であるものと想定している。

Claims (13)

1. 電子装置であって、
   電気接点を有するプリント回路基板を収容する内部と外部とを画定するプラスチックケーシングであって、前記ケーシングの内部に撓ませることができる外部の一体的な可撓性部分を組み込んだケーシングと、
   導電性経路と神経筋刺激用の一対の電極とを支持する電気絶縁性の可撓性基板と
   を含み、
   前記電極は、前記電極が前記ケーシングの外側にあるように、前記可撓性基板の前記ケーシングを越えて延びている部分に配置され、
   前記可撓性基板の少なくとも一部分は、前記一体的な可撓性部分を前記ケーシングの内部に撓ませると、前記一体的な可撓性部分が前記可撓性基板の前記少なくとも一部分を前記プリント回路基板と接触させ、前記導電性経路が前記電気接点に接触して電気回路を完成するように、前記少なくとも一部分が前記プリント回路基板に隣接するが前記プリント回路基板から離間するように前記ケーシングによって保持され、
   前記可撓性基板及び前記導電性経路は、前記電極を駆動するために前記ケーシングを越えて延びている装置。
2. 前記外部の一体的な可撓性部分は、前記一体的な可撓性部分に力を加えると前記可撓性部分が前記ケーシングの内部に撓み、力を加えないと前記可撓性部分がもはや撓まないように弾性を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記外部の一体的な可撓性部分はドーム形状に形成されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記可撓性基板の前記少なくとも一部分は、張力により前記ケーシングによって保持されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記可撓性基板は、前記可撓性基板が前記ケーシングに保持されるように、前記ケーシング内に形成された蛇行経路内に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ケーシングは互いに固定された２つの部分から形成され、前記蛇行経路は前記２つの部分の間に形成されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記可撓性基板は高分子基板である、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記可撓性基板は、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項７に記載の装置。
9. 前記一体的な可撓性部分は、前記可撓性基板を前記プリント回路基板と接触させるのに役立つような大きさ及び形状にされた内方への突起を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ケーシングは電気セルを更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 複数の外部の一体的な可撓性部分と、前記プリント回路基板の上の対応する複数の電気接点とを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記ケーシングは、水分の侵入に対して実質的に密封されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記ケーシングは射出成形されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。

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