(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボタンスイッチ構造であって、
ベース部材と、
前記ベース部材に対して移動自在に設けられているボタンキーと、
回路基板と、
前記回路基板上に配されて被押圧部を有し、前記被押圧部が押圧されるとスイッチングする押圧スイッチと、
前記回路基板を前記ベース部材から離間させかつこれに対向するように支持し、かつ前記ボタンキーが非動作状態にある場合に、前記回路基板が前記ベース部材に対して平行に対向する静止位置にあるように前記回路基板を前記ベース部材に対して弾性支持する弾性支持手段と、を有し、
前記弾性支持手段は、少なくとも１つの弾性体を含み、前記弾性体はその一端において前記ベース部材に固着し、かつその他端において前記回路基板と結合し、
前記の弾性支持手段は、前記少なくとも１つの弾性体の各々を各々が囲んで、前記ベース部材と前記回路基板との間の距離を保つ少なくとも１つの筒状位置決め部材を含み、
前記回路基板が、前記ベース部材から離間する方向に直径が増大する円錐台状の貫通孔を有し、前記弾性体の他端が、前記貫通孔の一方の開口部よりも大きくかつ他方の開口部よりも小なる直径の球状部材を有して前記貫通孔の内壁に嵌合していることを特徴とするボタンスイッチ構造。
【請求項２】
前記少なくとも１つの筒状位置決め部材は前記少なくとも１つの弾性体の弾性係数よりも大なる弾性係数を有することを特徴とする請求項１に記載のボタンスイッチ構造。                                                                             
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボタンスイッチ構造に関し、特に電子機器に使用されるボタンスイッチ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯電子機器では、ボタン操作の際に、ＩＣ等の電子部品が搭載されている基板上のスイッチの被押圧部へのボタンキーの押圧によって基板内に応力が生じて、基板の反りが発生していた。この基板の反りによって、基板と電子部品との間のはんだの破損または電子部品自身の破損が引き起こされることがあった。
【０００３】
この基板の反りによるはんだの破損または電子部品の破損を防止するために、特許文献１には、回路基板に搭載されている回路素子の樹脂モールドと一体形成されており、シールドケースに当接しているリブ、及び当該シールドケース及び回路基板に当接している複数のポストを設けて、回路基板の反りを抑制するスイッチ装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ボタンキーのフランジ部とフロントケースのストッパ部とによって、ボタンキーの押し込み量を制限して、基板の反りを抑制する構造を有する携帯電子機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２８７７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３３９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示されているスイッチ装置では、回路素子の樹脂モールドに形成されるリブ、及びシールドケース及び回路基板に当接しているポストを設けなければならない。このリブやポストが配線や部品配置を限定する要因になり、装置の小型化及び高密度化を阻害していた。
【０００７】
また、特許文献２に示されている携帯電子機器では、フロントケースにストッパ部を形成しなければならない。これによって、フロントケースの構造が複雑となり、機器のコストダウン及び小型化が阻害されていた。
【０００８】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、構造を複雑化することなく、スイッチング操作による回路基板及び回路基板に実装されている素子への応力が生ずること防止することが可能なスイッチ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ボタンスイッチ構造であって、ベース部材と、該ベース部材に対して移動自在に設けられているボタンキーと、回路基板と、該回路基板上に配されて被押圧部を有し、該被押圧部が押圧されるとスイッチングする押圧スイッチと、回路基板をベース部材から離間させかつこれに対向するように支持し、かつボタンキーが非動作状態にある場合に、回路基板がベース部材に対して平行に対向する静止位置にあるように回路基板をベース部材に対して弾性支持する弾性支持手段と、を有することを特徴とするボタンスイッチ構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係るボタンスイッチ構造のベース部材の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例１に係るボタンスイッチ構造の回路基板の平面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例１に係るボタンスイッチ構造の断面図である。
【図２】ボタンが押し込まれた際のボタンスイッチ構造の断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係るボタンスイッチ構造の変形例の断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るボタンスイッチ構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明の実施例１に係るボタンスイッチ構造１について、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを参照しつつ説明する。図１Ａ及びＢは、それぞれ本発明の実施例１に係るスイッチ構造１に含まれるベース部材１０（ボタンキーは省略している）及び回路基板１８の平面図であり、図１Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。
【００１３】
ベース部材１０は、例えば、携帯電子機器の操作面を有する盤状の部材であり、ボタンキー１２と、ボタンキー１２が配されているボタンキー孔１４と、接続部固定孔１６を有する部材である。ボタンキー孔１４は、ベース部材の表面から裏面まで貫通しており、ベース部材１０の中央部に、例えば、３行３列に形成されている。ボタンキー１２は、ベース部材１０に対して相対的に移動可能であり、押し下げられた位置、すなわちボタンキー１２が動作状態である場合の動作位置から押し下げられる前の元の位置、すなわちボタンキー１２が非動作状態の場合の非動作位置に戻るようにばね等（図示せず）によって付勢されている。接続部固定孔１６は、例えば、ベース部材１０の角部周辺の４点に設けられている。接続部固定孔１６は、ベース部材１０の回路基板１８に対向している面に開口部を有する雌ねじを形成している。
【００１４】
回路基板１８は、ベース部材１０と対向してこれに平行に配されており、スイッチング部２０、半導体素子２２等を支持している。スイッチング部２０は、回路基板１８のベース部材１０と対向している面に、ボタンキー１２と対向してボタンキー１２と同数設けられている。スイッチング部２０と一体になっている被押圧部（図示せず）がボタンキー１２によって押圧されるとスイッチング部２０のスイッチング動作がもたらされる。半導体素子２２は、通信または信号処理等の様々な処理を行うＩＣ等の素子でありベース部材１０と反対を向いた面、すなわち裏面に必要に応じて設けられている。貫通孔２４は、接続部固定孔１６と対向した位置に、回路基板１８を貫通するように形成されている。貫通孔２４は、ベース部材１０から離れる方向において直径が大きくなるようにテーパが付けられている円錐台状の孔である。
【００１５】
ベース部材１０と回路基板１８とを接続する弾性接続部２６は、固定部２６Ａと、ストッパ２６Ｂと、固定部２６Ａとストッパ２６Ｂとを接続している弾性体２６Ｃと、弾性体２６Ｃの周囲に設けられているストッパ２６Ｄ有している。固定部２６Ａは雄ねじであり、雌ねじであるベース部材１０の接続部固定孔１６に締結固定されている。弾性体２６Ｃは、貫通孔２４のベース部材１０と対向している開口部の直径よりも小さい直径を有し、一方の端が固定部２６Ａを介して接続部固定孔１６に支持されており、他方の端が貫通孔２４内部に達している例えばコイルばねである。ストッパ２６Ｂは、弾性体２６Ｃの当該他方の端部に設けられている。ストッパ２６Ｄは、貫通孔２４のベース部材１０と対向している開口部の直径よりも小さく、ベース部材１０と対向していない開口部の直径よりも大きい直径を有する球状の部材であり、貫通孔２４の内面に接している。スペーサ２６Ｄは、貫通孔２４のベース部材１０と対向している開口部の直径よりも大きい直径を有しておりかつ弾性体２６Ｃを囲むように配されている、例えばプラスチック等の非弾性の円筒状位置決め部材である。スペーサ２６Ｄは、ボタンキー１２が非動作状態の場合に、スイッチ構造全体が揺動または上下反転した場合でも、ベース部材１０と回路基板１８との距離が所定の距離以下にならないようにして、回路基板１８を静止位置（ホーム位置）に維持するスペーサの役割を果たしている。スペーサ２６Ｄの長さは、非動作状態のボタンキー１２がスイッチング部２０に触れないような距離に、ベース部材１０と回路基板１８との距離を保てる長さであればよい。尚、弾性接続部２６は、全体として弾性支持手段を形成している。
【００１６】
図２は、１つのボタンキー１２が押し込まれて動作状態になっている際の、ボタンスイッチ構造１の断面図である。押し込まれた１つのボタンキー１２によって１つのスイッチング部２０のこれと一体的な被押圧部（図示せず）が押圧されている。スイッチング部２０の被押圧部が押圧されると、回路基板１８を介して弾性体２６Ｃに引っ張り力がかかり、弾性部材２６Ｃが伸張する。従って、回路基板１８は、ボタンキー１２による押圧によって傾くのみであり、回路基板１８に反り等の変形は起きない。尚、弾性体２６Ｃのばね定数は、スイッチング部が押圧された際に回路基板１８が変形しない程度に低ければよい。例えば、弾性体２６Ｃのばね定数は、回路基板１８の表裏方向の力に対する曲げ弾性係数よりも低ければよい。
【００１７】
本発明のボタンスイッチ構造は、回路基板と回路基板を支持するベース部材が弾性接続部によって接続されている。それにより、ボタンキーが押し込まれて動作状態になり、スイッチング部の被押圧部が押圧されてスイッチングがなされる際に、回路基板はベース部材に対して全体として傾き、回路基板が変形しない（反らない）。従って、回路基板自体、回路基板に実装されている回路部品、及びはんだ等を用いた回路基板１８と部品との接続部に応力が加わることがない。また、回路基板の変形を防止するためにリブやポスト等の支持部材または補強部材を設ける必要がないため、回路構成の自由度が制限されずに小型高密度化が可能になり、ボタンに対する複雑なストッパ構造も必要ないため、ボタンスイッチ構造を有する機器の生産コストを削減することが可能である。  
【００１８】
尚、本実施例では、貫通孔２４を円錐台状とし、ストッパ２６Ｂを球状部材としているが、ベース部材１０と回路基板１８と相対的な移動が円滑に行われる形状なら他の形状が選択されてもよい。例えば、貫通孔２４を円錐台状として、ストッパ２６Ｂを回路基板に向かう方向に凸の半球形状等としてもよい。また、図３に示すように、貫通孔２４を直径の一定な円柱状として、ストッパ２６Ｂを貫通孔２４の直径よりも大きな円板状等にしてもよい。
【実施例２】
【００１９】
以下に、本発明の実施例２に係るボタンスイッチ構造２について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本発明の実施例２に係るスイッチ構造２の断面図である。
【００２０】
実施例２に係るボタンスイッチ構造２は、実施例１に係るボタンスイッチ構造１とほぼ同じであるが、回路基板１８に貫通孔２４の代わりに接続部固定孔２４′が設けられており、弾性接続部２６のストッパ２６Ｂの代わりに固定部２６Ｂ′が設けられている点でボタンスイッチ構造１と異なる。
【００２１】
接続部固定孔２４′は、実施例１に係るスイッチ構造１の貫通孔２４と同様に、回路基板１８のベース部材１０の接続部固定孔１６と対向する位置に開口部を有する雌ねじを形成している。固定部２６Ｂ′は、固定部２６Ａと同様に雄ねじであり、接続部固定孔２４′に締結固定されている。
【００２２】
尚、ボタンスイッチ構造２においては、弾性接続部２６が回路基板１８にも締結固定されているので、弾性体２６Ｃのばね定数が十分に大きく、スイッチ構造全体が揺動または上下反転しても動作状態にないボタンキー１２とスイッチング部２０の被押圧部が接触しない場合には、スペーサ２６Ｄは設けなくともよい。
【００２３】
また、実施例２に係るスイッチ構造２においては、スペーサ２６Ｄは、弾性体２６Ｃに周囲を囲まれている、例えば棒状の部材でもよい。
【００２４】
上記実施例１及び２では、ボタンキー１２及びボタンキー孔１４並びにスイッチング部２０は、ベース部材１０及び回路基板１８に３行３列に９つ配されているが、ベース部材１０及び回路基板１８に任意の数だけ自由な位置に配置することも可能である。例えば、ボタンキー１２及びボタンキー孔１４並びにスイッチング部２０をジグザグに配置してもよいし、円周状に配置等してもよい。
【００２５】
上記実施例１及び２では、接続部固定孔１６、２４′は、開口部を１つ有する雌ねじ構造を形成しているが、ベース部材１０または回路基板１８を貫通するように形成されてもよい。また、接続部固定孔と１６、２４′及び固定部２６Ａは、それぞれ雌ねじ及び雄ねじを構成せずに、接着等で固定されていてもよい。
【００２６】
上記実施例１及び２では、弾性接続部２６はベース部材１０及び回路基板１８の角部周辺に４つ設けられているが、ボタンキー１２が押し込まれていない非動作状態において、ベース部材１０と回路基板１８とが平行にかつ所望の静止位置（すなわちホーム位置）に保たれるならばどのように設けてもよい。例えば、弾性接続部２６を、ベース部材１０及び回路基板１８の各辺の中点付近に１つずつ設けてもよいし、ベース部材１０及び回路基板１８の中央に１つだけ設けてもよい。
【００２７】
上述の実施例では、スペーサ２６Ｄは、独立した部材としているが、ベース部材１０または回路基板１８と一体に形成されていてもよい。また、スペーサ２６Ｄは、非弾性部材としているが、コイルばね又は硬質ゴム等の弾性を有する部材を用いてもよい。スペーサ２６Ｄを弾性部材とすることで、回路基板が非動作状態の静止位置すなわちホーム位置に戻ってスペーサ２６Ｄに当接する際の衝撃を緩和させることが可能である。この場合、スペーサ２６Ｄの弾性係数は、弾性体２６Ｃの弾性係数よりも大きな値であるのが好ましい。
【００２８】
上述した実施例における種々の材料、構成、形状等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１、２    ボタンスイッチ構造
１０      ベース部材
１２      ボタンキー
１４      ボタンキー孔
１６      接続部固定孔
１８      回路基板
２０      スイッチング部
２２      半導体素子
２４      貫通孔
２４′    接続部固定孔
２６      弾性接続部
２６Ａ    固定部
２６Ｂ    ストッパ
２６Ｂ′  固定部
２６Ｃ    弾性体
２６Ｄ    スペーサ
【図１Ａ】
0005811734.tif 000002
【図１Ｂ】
0005811734.tif 000003
【図１Ｃ】
0005811734.tif 000004
【図２】
0005811734.tif 000005
【図３】
0005811734.tif 000006
【図４】
0005811734.tif 000007