JP7460505B2 - 押しボタンスイッチおよびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、押しボタンスイッチおよびそれを備えた電子機器に関する。

押しボタンスイッチを備えた電子機器として、たとえば、キーボードを備えた録音機能付きのビデオカメラの開発が行われている。この押しボタンスイッチは、たとえば、下記の特許文献１に開示されているように、固定接点と可動接点とを有している。押しボタンスイッチは、人の指で押されると、可動接点が移動して固定接点に接触する。それにより、電気が流れる。このような押しボタンスイッチには、押されたときに、人の指にクリック感を生じさせるために、前述の固定接点および可動接点がタクトスイッチと呼ばれるスイッチによって構成されているものがある。

特開平１０－２６９００２号公報

前述のタクトスイッチの押圧操作によれば、クリック感とともに、クリック音が生じる。そのため、たとえば、ビデオカメラ等の録音機能付き電子機器で録音しているときには、タクトスイッチのクリック音がビデオカメラで録音されてしまう。したがって、クリック音が発生しない押しボタンスイッチが求められている。しかしながら、クリック音を発生させないために、クリック感まで発生しなくしてしまえば、押しボタンスイッチの押し間違えが生じ易い。

本開示の目的は、クリック感を生じさせながら、クリック音の発生を抑制することができる押しボタンスイッチおよびそれを備えた電子機器を提供することである。

本開示の一形態の押しボタンスイッチは、基材に設けられたタクトスイッチと、前記タクトスイッチの周辺であって前記基材との間に空隙を形成しつつ前記タクトスイッチを覆うように配置され、前記タクトスイッチに向かって延びる貫通孔を有する弾性体と、前記貫通孔に挿入された状態で前記弾性体に係止されたシャフトと、を備え、前記シャフトは、前記タクトスイッチのクリック音を低下させる硬質材料で形成されている。

本開示の一形態の電子機器は、上記の押しボタンスイッチを備えている。

実施の形態の押しボタンスイッチを備えた電子機器の一例のビデオカメラの斜視図である。 実施の形態の押しボタンスイッチおよびその周辺構造の分解部分斜視図である。 実施の形態の押しボタンスイッチおよびその周辺構造を示す部分斜視図である。 実施の形態の押しボタンスイッチの筐体の内側面に形成された環状の窪みを説明するための図である。 実施の形態の押しボタンスイッチおよびその周辺構造の断面図（図１のＶ－Ｖ線断面図）であって、押しボタンスイッチが押されていない状態を示す図である。 実施の形態の押しボタンスイッチおよびその周辺構造の断面図であって、押しボタンスイッチが押された状態を示す図である。 実施の形態の押しボタンスイッチを構成するタクトスイッチの断面模式図であって、タクトスイッチの可動接点がシャフトによって押されていない状態を示す図である。 実施の形態の押しボタンスイッチを構成するタクトスイッチの断面模式図であって、タクトスイッチの可動接点がシャフトによって押された状態を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０を備えた電子機器１００の一例のビデオカメラの斜視図である。

図１に示されるように、実施の形態の電子機器１００は、ビデオカメラである。ビデオカメラは、取っ手８０が設けられた筐体６と、筐体６の正面に取り付けられ、撮像に用いられるレンズ９０と、筐体６の側面に設けられた液晶モニタ７０と、撮像の操作に用いられる複数の押しボタンスイッチ１０と、備えている。

電子機器１００は、押しボタンスイッチ１０を備えている。押しボタンスイッチ１０は、カバー部材５を有している。カバー部材５の中央部が、筐体６の開口６ａから露出している。押しボタンスイッチ１０は、録音機能の使用中に操作されるスイッチである。押しボタンスイッチ１０は、図１においては、単一の独立したスイッチである。しかしながら、複数の押しボタンスイッチがマトリックス状に配置され、それにより、キーボードが電子機器１００の筐体６に形成されていてもよい。

本実施の形態の電子機器１００によれば、以下に説明される押しボタンスイッチ１０の構造によって、電子機器１００の使用者が、押しボタンスイッチ１０を押したときに、クリック感は生じるが、クリック音の発生が抑制されている。そのため、録音中の押しボタンスイッチ１０に起因した音の発生を抑制することができる。その結果、ビデオカメラ等の録音機能を使用しているときに、押しボタンスイッチ１０の操作音がビデオカメラに録音されてしまう不具合の発生を抑制することができる。以下、実施の形態の押しボタンスイッチ１０の構造を具体的に説明する。

図２は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０およびその周辺構造の分解斜部分視図である。図３は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０およびその周辺構造を示す部分斜視図である。図４は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０を構成する筐体６の内側面に形成された環状の窪み６ｂを説明するための図である。

図２に示されるように、押しボタンスイッチ１０は、基材１、タクトスイッチ２、弾性体３、シャフト４、カバー部材５、および筐体６を備えている。

基材１は、その主表面上にタクトスイッチ２を備えている。基材１は、本実施の形態においては、平板状をなしているものとする。しかしながら、基材１は、タクトスイッチ２が設置され得る形状であれば、いかなる形状を有していてもよい。

弾性体３は、タクトスイッチ２を覆うように、基材１上に設置される。弾性体３は、外周部３Ｘ、内周部３Ｚ、および薄肉部３Ｙを備えている。内周部３Ｚは、その中央部に、貫通孔３ａおよび凹部３ｂを有している。外周部３Ｘは、内周部３Ｚの外側で内周部３Ｚを取り囲むように環状に設けられている。薄肉部３Ｙは、内周部３Ｚと外周部３Ｘとを接続する環状部分である。薄肉部３Ｙは、内周部３Ｚおよび外周部３Ｘよりも厚さが小さいため、内周部３Ｚ、薄肉部３Ｙ、および外周部３Ｘによって、環状の溝Ｓが形成されている。弾性体３は、環状の突起３ｃを備えている。環状の突起３ｃは、後述する筐体６の環状の窪み６ｂ（図４参照）に嵌め込まれる。

なお、弾性体３の平面視における輪郭は、図２に示されるような矩形の角部が丸められた形状に限定されず、円形または楕円形等、いかなる形状を有していてもよい。また、弾性体３の基材１側の表面に位置決め用の穴が設けられており、基材１に位置決め用の突起が設けられており、位置決め用の穴と位置決め用の突起とが嵌合することにより、弾性体３の基材１に対する位置決めがなされてもよい。

シャフト４は、直線状に延びる円柱形状の主軸４ｂと、主軸４ｂの一方端に設けられた環状のフランジ４ａと、を備えている。ただし、主軸４ｂおよびフランジ４ａの横断面の形状は、円形に限定されず、正方形、長方形、正六角形、正八角形、正十二角形、または楕円形等のいかなる形状であってもよい。シャフト４のタクトスイッチ２側の先端面は、平面形状を有しているが、球形の一部、凹形状、または凸形状等のいかなる形状を有していてもよい。

シャフト４の主軸４ｂは、弾性体３の貫通孔３ａに挿入される。シャフト４のフランジ４ａは、弾性体３の環状の凹部３ｂに嵌り込む。それにより、シャフト４と弾性体３とは嵌合する。シャフト４の直径は、貫通孔３ａの内径よりも大きい。そのため、シャフト４は、弾性体３に密着しているので、シャフト４と弾性体３とは一体的に移動する。ただし、シャフト４と弾性体３との間に隙間が存在してもよい。

カバー部材５は、突出部５ｂと、突出部５ｂの外周部に連続するように設けられ、外方に突出した外周フランジ部５ａと、を有している。カバー部材５の突出部５ｂは、筐体６の開口６ａから露出するように、開口６ａに挿入される。開口６ａから露出した突出部５ｂが、電子機器１００の使用者によって押圧操作される部分である。カバー部材５のカバー部材５の外周フランジ部５ａは、弾性体３の内周部３Ｚ、薄肉部３Ｙ、および外周部３Ｘによって形成された環状の溝Ｓに受け入れられる。外周フランジ部５ａは、弾性体３の薄肉部３Ｙに押し当てられる。

本実施の形態においては、シャフト４およびカバー部材５は、別個の２つの部材として設けられている。それにより、押しボタンスイッチ１０を構成する個々の部品の厚さを小さくすることができる。そのため、押しボタンスイッチ１０を構成する部品のコストダウンを図ることができる。しかしながら、シャフト４とカバー部材５とは、たとえば、一体成形された１つの部品で形成されていてもよい。この場合、シャフト４のフランジ４ａは不要となる。

筐体６は、開口６ａを有している。筐体６の開口６ａの周辺部が、環状の溝Ｓ内において、カバー部材５の外周フランジ部５ａを弾性体３に向かって押し付けるように、筐体６と弾性体３とがカバー部材５を挟み付けている。筐体６の開口６ａは、カバー部材５の突出部５ｂを受け入れた状態で、突出部５ｂが開口６ａから露出する。その結果、図３に示される構造が形成される。

図４に示されるように、筐体６は、その内側面に、開口６ａの内周に沿って、開口６ａを取り囲むように設けられた環状の窪み６ｂを有している。環状の窪み６ｂは、弾性体３の外周部３Ｘの上面に形成された環状の突起３ｃと嵌合する（図２、図５、および図６参照）。それにより、環状の突起３ｃが筐体６によって押し潰される。その結果、筐体６と弾性体３との間の隙間は、ほぼ完全に塞がれる。

したがって、電子機器１００の外部の水分が筐体６と弾性体３との間の隙間を経由して押しボタンスイッチ１０の内部へ進入することが防止されている。ただし、筐体６が環状の窪み６ｂを有しておらず、弾性体３の環状の突起３ｃが筐体６の内側面に押し潰されることにより、弾性体３と筐体６との間の隙間が塞がれてもよい。

図５は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０およびその周辺構造の断面図であって、押しボタンスイッチ１０が押されていない状態を示す図である。図６は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０およびその周辺構造の断面図であって、押しボタンスイッチ１０が押された状態を示す図である。

図５および図６に示されるように、前述のように、実施の形態の押しボタンスイッチ１０は、平板状の基材１の上にタクトスイッチ２を備えている。タクトスイッチ２の詳細構造は後述される。

弾性体３は、タクトスイッチ２の周辺であって、弾性体３と基材１との間に空隙３Ｓを形成しつつタクトスイッチ２を覆うように配置される。弾性体３は、タクトスイッチ２に向かって延びる貫通孔３ａを有している。弾性体３は、前述のように、カバー部材５が基材１に向かって押された場合に、外周フランジ部５ａの移動スペースとして機能する環状の溝Ｓを有している。

弾性体３の上面は、シャフト４のフランジ４ａを受け入れる環状の凹部３ｂを有している。フランジ４ａの上面と弾性体３の上面とが面一をなしている。そのため、シャフト４の表面と弾性体３の表面との間に段差が生じない。したがって、カバー部材５をタクトスイッチ２に向かって押したときに、シャフト４および弾性体３を一体的に移動させることができる。また、弾性体３の内周部３Ｚは、後述されるカバー部材５の凹面５ｄと嵌合する凸部３ｄを構成している。

弾性体３は、内周部３Ｚ、外周部３Ｘ、および薄肉部３Ｙを備えている。内周部３Ｚは、貫通孔３ａを有している。弾性体３は、シリコーンゴムで形成されている。なお、弾性体３は、後述されるＬＥＤ（Light Emitting Diode）７の光を通過させるという観点から、透明材料で形成されていることが好ましい。外周部３Ｘは、内周部３Ｚの外側に設けられている。薄肉部３Ｙは、内周部３Ｚと外周部３Ｘとの間で、内周部３Ｚおよび外周部３Ｘと一体的に設けられている。薄肉部３Ｙは、内周部３Ｚおよび外周部３Ｘよりも厚さが小さく、かつ、平面視において、環状をなしている。

シャフト４は、環状の薄肉部３Ｙの弾性変形に起因して、タクトスイッチ２に向かって移動する。したがって、シャフト４の先端がタクトスイッチ２に押し当てられる。なお、基材１と弾性体３との間には、空隙３Ｓの空気を排出するための排出通路３ｅが設けられている。そのため、弾性体３がタクトスイッチ２へ向かって弾性変形しても、空隙３Ｓ内の空気は、排出通路３ｅを経て、空隙３Ｓの外部へ移動することができる。

シャフト４は、弾性体３に係止されたフランジ４ａを有している。シャフト４は、主軸４ｂが貫通孔３ａに挿入された状態で、フランジ４ａが弾性体３に係止されている。そのため、シャフト４は、弾性体３の空隙３Ｓ側へ抜け出さない。シャフト４の先端部が貫通孔３ａから可動接点２４に向かって突出している。そのため、シャフト４をタクトスイッチ２により確実に接触させることができる。

シャフト４は、タクトスイッチ２のクリック音を低下させる硬質材料で形成されている。シャフト４は、図示しない比較例の電子機器の押しボタンスイッチにおいて用いられているシリコーンゴムよりも硬い材料で形成されている。そのため、クリック感を生じさせながら、クリック音の発生を抑制することができる。

本実施の形態においては、シャフト４は、ＰＭＭＡ（PolyMethyl MethAcrylate）、つまり、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体で形成されている。シャフト４は、ＰＣ(polycarbonate)樹脂、または、ＡＢＳ（Acrylonitrile butadiene styrene）樹脂で形成されていてもよい。しかしながら、シャフト４を構成する硬質材料は、タクトスイッチ２のクリック音を低減できる硬さを有している材料であれば、いかなる材料であってもよい。なお、シャフト４は、後述されるＬＥＤ７の光を通過させるという観点から、透明材料で形成されていることが好ましい。

具体的には、比較例の電子機器の押しボタンスイッチのシャフトに用いられているシリコーンゴムより硬い材料であれば、いかなる硬質材料がシャフト４の材料として用いられてもよい。つまり、シリコーンゴムをシャフト４の材料として用いる場合に比較して、クリック音を低減できるのであれば、いかなる硬質材料がシャフト４の材料として用いられてもよい。なお、本実施の形態のシャフト４の硬さ測定方法と比較例のシリコーンゴムの硬さ測定方法とにおいて同一の硬さ測定方法が用いられるのであれば、いかなる硬さ測定方法が用いられてもよい。シャフト４の硬さは、デュロメータ（ゴム硬度計）のタイプＡによる測定で９０以上であることが好ましい。

カバー部材５は、筐体６に押さえ付けられた外周フランジ部５ａを有している。本実施の形態においては、カバー部材５は、筐体６によって位置固定されている。カバー部材５は、シャフト４と同一材料で形成されている。つまり、カバー部材５は、ＰＭＭＡ（PolyMethyl MethAcrylate）、つまり、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体で形成されている。なお、カバー部材５は、後述されるＬＥＤ７の光を通過させるという観点から、透明材料で形成されていることが好ましい。

弾性体３の環状の溝Ｓは、内周部３Ｚ、薄肉部３Ｙ、および外周部３Ｘによって構成されている。環状の溝Ｓは、カバー部材５が図６の白抜き矢印で示される方向に押された場合に、外周フランジ部５ａの移動スペースとして機能する。弾性体３の環状の溝Ｓは、図２から推測されるように、平面視においては、弾性体３の外形に沿った形状を有している。この環状の溝Ｓにより、カバー部材５のフランジ４ａの移動が制限されることが防止されている。

筐体６は、開口６ａを有している。筐体６は、カバー部材５の一部を開口６ａから露出させている。筐体６は、アルミニウムで形成されている。ただし、筐体６は、弾性体３よりも硬く、かつ、弾性体３を基材１に向かって押し付けることができる程度の硬さを有していれば、いかなる材料で形成されていてもよい。弾性体３は、弾性体３と筐体６との間の隙間を塞ぐように、筐体６に接触する突起３ｃを有している。

より具体的には、筐体６は、基材１側に向かって突出した環状の縁部６ｃの先端面に、すなわち、弾性体３に対向する下面に、環状の窪み６ｂを有している。環状の窪み６ｂは、弾性体３の筐体６に対向する上面に設けられた環状の突起３ｃに密着した状態で嵌合する。それにより、弾性体３と筐体６との間の隙間が塞がれる。そのため、タクトスイッチ２の周辺の空間まで水分が浸入することを防止することができる。

また、筐体６の環状の窪み６ｂと弾性体３の環状の突起３ｃとが嵌合することにより、基材１の面内方向における筐体６と弾性体３との位置ずれを抑制することができる。つまり、筐体６がカバー部材５、弾性体３、およびシャフト４を基材１に向かって押さえ付けることにより、カバー部材５、弾性体３、およびシャフト４を基材１に対する位置を固定することができる。その結果、シャフト４をより確実にタクトスイッチ２に向かって移動させることができる。なお、筐体６の窪み６ｂおよび弾性体３の突起３ｃは、いずれも、環状の平面形状を有していなくてもよく、互いに嵌合し、弾性体３と筐体６との間の隙間を塞ぐことができる形状であれば、いかなる平面形状を有していてもよい。

なお、基材１の表面には、タクトスイッチ２以外に、ＬＥＤ７が設けられている。ＬＥＤ７が発した光は、弾性体３、シャフト４、およびカバー部材５を透過して、筐体６の開口６ａから外部空間へ出射される。そのため、押しボタンスイッチ１０の位置で点灯するため、夜間または暗がりにおいても、押しボタンスイッチ１０の位置を容易に把握することができる。

図７は、実施の形態の押しボタンスイッチ１０を構成するタクトスイッチ２の断面模式図であって、タクトスイッチ２の可動接点２４がシャフト４によって押されていない状態を示す図である。図８は、実施の形態の押しボタンスイッチを構成するタクトスイッチの断面模式図であって、タクトスイッチ２の可動接点２４がシャフト４によって押された状態を示す図である。

図７および図８に示されるように、タクトスイッチ２は、容器部２１、導電性支持部２２、固定接点２３、可動接点２４、弾性膜部２５、弾性支持部２６、およびプッシュ板２７を備えている。

タクトスイッチ２の電気が流れる経路は、固定接点２３および可動接点２４を含んでいる。固定接点２３は、導電性部材により形成されている。固定接点２３は、容器部２１の底面に固定されている。可動接点２４は、メタルドームと呼ばれる導電性部材によって形成されている。可動接点２４は、図７に示される固定接点２３から離れる方向に突出した第１状態と、図８に示される固定接点２３に接触するように固定接点２３に向かって突出した第２状態とに変化する。

図７に示されるように、カバー部材５が電子機器１００の使用者の指で押されていないために、シャフト４がプッシュ板２７から離れている状態においては、可動接点２４は、固定接点２３から離れている。そのため、タクトスイッチ２の電気経路を構成する固定接点２３と可動接点２４との間で電気は流れない。

一方、図８に示されるように、カバー部材５が使用者の指で押されたために、シャフト４がプッシュ板２７を押した状態においては、弾性支持部２６が弾性変形し、プッシュ板２７が弾性膜部２５を押す。それにより、弾性膜部２５が可動接点２４を固定接点２３に接触させるように可動接点２４を弾性変形する。つまり、タクトスイッチによれば、シャフト４が可動接点２４に向かって押された場合に、可動接点２４が固定接点２３に対して押し付けられる。その結果、可動接点２４が固定接点２３に接触し、固定接点２３と可動接点２４とが電気的に接続される。したがって、タクトスイッチ２がオン状態になる、すなわち、固定接点２３と可動接点２４との間で電気が流れる。

シャフト４が可動接点２４に向かって移動すると、可動接点２４は、図７に示される上側に突出した第１湾曲状態から図８に示される下側に突出した第２湾曲状態へ変化する。このとき、比較例の押しボタンスイッチのように、シャフトがシリコーンゴムのような柔らかい材料で形成されていると、可動接点２４の第１湾曲状態と第２湾曲状態との間での状態変化の繰り返しが生じる。この状態変化の繰り返しに起因して、人に聞こえる程度の振動音が発生してしまう。

しかしながら、本実施の形態においては、シャフト４は、硬質材料で形成されているため、可動接点２４に第２湾曲状態を維持させることができる。つまり、シャフト４が、可動接点２４の第１湾曲状態と第２湾曲状態との間での状態変化の繰り返しを抑制する。その結果、そのような可動接点２４の状態変化の繰り返しに起因して生じる振動音の発生を抑制する。したがって、たとえば、押しボタンスイッチ１０を用いる電子機器１００としてのビデオカメラでの録音中等に発生するクリック音を低減することができる。

シャフト４を構成する硬質材料は、上記したように、シャフト４と固定接点２３との間での可動接点２４の振動を抑制する硬さを有していれば、いかなるものであってもよい。

また、カバー部材５は、カバー部材５と基材１とによって弾性体３を挟みつけるように設けられ、シャフト４を覆っている。そのため、カバー部材５は、シャフト４の弾性体３からの抜けを抑制する。カバー部材５は、弾性体３よりも硬い材料で形成されている。そのため、シャフト４は、可動接点２４が基材１から離れる方向に突出した第１湾曲状態と可動接点２４が基材１に接触するように突出した第２湾曲状態との間の状態変化を繰り返しに起因した振動音の発生をより確実に抑制することができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、具体的な構成を任意に変更することが可能である。

１ 基材
２ タクトスイッチ
３ 弾性体
３ａ 貫通孔
４ シャフト
５ カバー部材
５ａ 外周フランジ部
６ 筐体
６ａ 開口
１０ 押しボタンスイッチ
２３ 固定接点
２４ 可動接点
１００ 電子機器

Claims (10)

1. 基材に設けられたタクトスイッチと、
   前記タクトスイッチの周辺であって前記基材との間に空隙を形成しつつ前記タクトスイッチを覆うように配置され、前記タクトスイッチに向かって延びる貫通孔を有する弾性体と、
   前記貫通孔に挿入された状態で前記弾性体に係止されたシャフトと、を備え、
   前記シャフトは、前記タクトスイッチのクリック音を低下させる硬質材料で形成された、押しボタンスイッチ。
2. 前記タクトスイッチは、固定接点と可動接点とを含み、
   前記シャフトが前記可動接点に対して押し付けられた場合に、前記可動接点が前記固定接点に対して押し付けられる、請求項１に記載の押しボタンスイッチ。
3. 前記硬質材料は、前記シャフトと前記固定接点との間での前記可動接点の振動を抑制する硬さを有する、請求項２に記載の押しボタンスイッチ。
4. 前記弾性体の上に前記シャフトを覆うように設けられたカバー部材をさらに備え、
   前記カバー部材は、前記弾性体よりも硬い材料で形成された、請求項１～３のいずれかに記載の押しボタンスイッチ。
5. 開口を有し、前記カバー部材の一部を前記開口から露出させる筐体をさらに備え、
   前記弾性体は、前記弾性体と前記筐体との間の隙間を塞ぐように、前記筐体に接触する凸部を有する、請求項４に記載の押しボタンスイッチ。
6. 前記カバー部材は、前記筐体に押さえ付けられた外周フランジ部を有する、請求項５に記載の押しボタンスイッチ。
7. 前記弾性体は、前記カバー部材が押された場合に、前記外周フランジ部の移動スペースとして機能する凹部を有する、請求項６に記載の押しボタンスイッチ。
8. 前記シャフトは、前記弾性体に係止されたフランジを有している、請求項１～７のいずれかに記載の押しボタンスイッチ。
9. 請求項１～８のいずれかに記載の押しボタンスイッチを備えた、電子機器。
10. 前記押しボタンスイッチは、録音機能の使用中に操作されるスイッチである、請求項９に記載の電子機器。

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