(57)【要約】【課題】回路基板１のパターン形成面方向に押されるスイッチ構造であって、強い押圧や落下衝撃に対して、壊れにくいスイッチ構造を提供すること。【解決手段】本発明のスイッチ構造は、電極２を配設した回路基板１と、電子機器のケース２１に固定されたプッシュスイッチ１１の間に、導電層３ａと絶縁層３ｂを交互に積層させた弾性接続部材３を介在することにより構成される。当該弾性接続部材３の導電層３ａと絶縁層３ｂが現れた第一の積層面４の導電層３ａが電極２と導通可能に当接する。第二の積層面５の複数の導電層３ａが、押下されたプッシュスイッチ１１の接点部１２が当接することにより、電極２の間が導通される。強い力でプッシュスイッチ１１を押圧しても、弾性接続部材３が変形することによりその力を吸収するため、壊れにくいスイッチ構造となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に設けられた少なくとも一組の電極と、
前記回路基板の端面に対向するように配置され、接点部が進退するプッシュスイッチと、
前記回路基板端面と前記接点部との間に介在され、導電層および絶縁層が交互に積層された弾性接続部材とを備え、
前記弾性接続部材は、複数ある電極のうち、第一の導電層が前記一組の電極の一方の電極に当接し、かつ前記第一の導電層と絶縁された第二の導電層が他方の電極に当接し、
前記プッシュスイッチが押された際に、前記接点部が前記第一の導電層と前記第二の導電層とに導通可能に当接する構成とされたスイッチ構造。
【請求項２】
前記電極が前記回路基板端面に設けられた請求項１に記載のスイッチ構造。
【請求項３】
前記電極が前記回路基板の回路パターン形成面に設けられ、前記電極が前記弾性接続部材の前記導電層と前記絶縁層が現れた積層面に当接した請求項１に記載のスイッチ構造。
【請求項４】
前記弾性接続部材は、さらに前記回路基板の前記電極が存する面とは逆側の面に当接する形状である請求項３に記載のスイッチ構造。
【請求項５】
前記回路基板の前記電極が存する面とは逆側の面に支持部材を有する請求項３または請求項４に記載のスイッチ構造。
【請求項６】
前記支持部材は前記弾性接続部材の幅よりも長く、前記弾性接続部材の端面に隣接する凸部を有する請求項５に記載のスイッチ構造。
【請求項７】
前記弾性接続部材の前記導電層と前記絶縁層が複数の層により形成させる請求項１から請求項６に記載のスイッチ構造。
【請求項８】
前記弾性接続部材の複数の導電層が前記電極に導通可能に当接する請求項７に記載のスイッチ構造。
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載のスイッチ構造を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器および電子機器のスイッチ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話器や電子メトロノームなどの電子機器には、側面に押ボタン式のサイドスイッチ２３を有するものがある。図７は従来のサイドスイッチの構造の例を示す断面図である（特許文献１参照）。従来のサイドスイッチ２３は、図７に示すように、回路基板面の面方向に進退自在に押すスイッチモジュール２４を回路に取り付けられて構成されていた。
【０００３】
図７に示すサイドスイッチは、回路基板１上に設けられた電極に、回路基板面の面方向に進退自在に押されるスイッチモジュール２４が、半田付けされている。ケース２１に形成されたプッシュスイッチ孔２２から突出したプッシュスイッチ突出部２５を押すことにより、スイッチモジュール２４がON状態となる。
【特許文献１】特開２００４−７９５０３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスイッチ構造では、プッシュスイッチ突出部２５が設計上の想定された以上の力で押されると、スイッチモジュール２４本体が回路基板面の面方向に押される。これにより、強い力でプッシュスイッチ突出部２５を押したり、衝撃を与えたりすると、スイッチモジュール２４自体が壊れたり、スイッチモジュール２４と回路基板１とを固着させている半田等がはがれるなどの問題を有していた。このため、サイドスイッチを有する電子機器では、落下衝撃によりサイドスイッチが壊れやすいという問題を有していた。
【０００５】
そこで本発明の目的は、強い力で押しても壊れにくく、落下衝撃に強いスイッチ構造および、電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するための第一の構成として、回路基板に設けられた少なくとも一組の電極と、前記回路基板の端面に対向するように配置され、接点部が進退するプッシュスイッチと、前記回路基板端面と前記接点部との間に介在され、導電層および絶縁層が交互に積層された弾性接続部材とを備え、前記弾性接続部材は、複数ある電極のうち、第一の導電層が前記一組の電極の一方の電極に当接し、かつ前記第一の導電層と絶縁された第二の導電層が他方の電極に当接し、前記プッシュスイッチが押された際に、前記接点部が前記第一の導電層と前記第二の導電層とに導通可能に当接する構成とされたスイッチ構造を提供する。
【０００７】
さらに、前記課題を解決するための第二の構成として、前記第一の構成において、前記電極が前記回路基板端面に設けられたスイッチ構造を提供する。
【０００８】
さらに、前記課題を解決するための第三の構成として、前記第一の構成において、前記電極が前記回路基板の回路パターン形成面に設けられ、前記電極が前記弾性接続部材の前記導電層と前記絶縁層が現れた積層面に当接した請求項１に記載のスイッチ構造を提供する。
【０００９】
さらに、前記課題を解決するための第四の構成として、前記第三の構成において前記弾性接続部材は、さらに前記回路基板の前記電極面が存する面とは逆側の面に当接する形状であるスイッチ構造を提供する。
【００１０】
さらに、前記課題を解決するための第五の構成として、前記第三または第四の構成において前記回路基板の前記電極が存する面とは逆側の面に支持部材を有するスイッチ構造を提供する。
【００１１】
さらに、前記課題を解決するための第六の構成として、前記第五の構成において前記支持部材は前記弾性接続部材の幅よりも長く、前記弾性接続部材の端面に隣接する凸部を有するスイッチ構造を提供する。
【００１２】
さらに、前記課題を解決するための第七の構成として、前記第一の構成から第六の構成において前記弾性接続部材の前記導電層と前記絶縁層が複数の層により形成させるスイッチ構造を提供する。
【００１３】
さらに、前記課題を解決するための第八の構成として、前記第七の構成において前記弾性接続部材の複数の導電層が前記電極に導通可能に当接するスイッチ構造を提供する。
【００１４】
さらに、前記課題を解決するための第九の構成として、前記第一から第八の構成に記載のスイッチ構造を有する電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のスイッチ構造は、プッシュスイッチと回路基板端面との間に弾性接続部材を配設することにより構成される。これにより、プッシュスイッチを押した際に、弾性接続部材が変形してこの力を吸収するため、強い力でプッシュスイッチを押してもスイッチ部の破壊が起きにくい。またスイッチモジュールを従来例の如く回路基板１に半田付けすることもないので、このような強い力の押し込みによっても、電極の半田接続部に損傷が起きるなどの不良がおきない。従って、従来よりも強い押圧、衝撃に耐えるスイッチ構造および、耐衝撃性に優れたサイドスイッチを有する電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のスイッチ構造、並びに本発明のスイッチ構造を有する電子機器について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明のスイッチ構造を有する電子機器の外観斜視図である。携帯電話などの電子機器、電子メトロノーム、ストップウォッチなどでは、機器のケース側面に押ボタン式のサイドスイッチ２３を有するものがある。当該サイドスイッチ２３は電子機器のケースの一方の側面を掌または指で押さえ、反対側面のサイドスイッチ２３を指で押圧することにより用いられる。
【００１８】
図２は本発明のスイッチ構造を有する携帯機器の取付構成を示した分解図である。また、図３（ａ）は本発明にかかるスイッチ構造の拡大斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４は本発明にかかるスイッチ機構について、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１９】
本発明のスイッチ構造の概略構成について、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）および図４を用いて説明する。回路基板１には回路パターン形成面またはその裏面上に設けられた一組の電極２と、この一組の電極２が存する面とは逆側の面に支持部材６が配設されている。この一組の電極２と支持部材６を、コ字形状をした弾性接続部材３が挟み込むように配設されている。
【００２０】
前記サイドスイッチ２３を構成するプッシュスイッチ１１は、プッシュスイッチ基部１５がケース２１に挟み込まれて固定されている。このプッシュスイッチ１１と回路基板端面７の間に弾性接続部材３が介在する。このプッシュスイッチ１１は、押された状態（オン状態）で接点部１２が弾性接続部材３の第二の積層面５に当接するように固定されている。プッシュスイッチ上部１３は、ケース２１のプッシュスイッチ孔２２を通してケース２１の外部に突出している。
【００２１】
この弾性接続部材３は、導電層３ａと絶縁層３ｂとが交互に積層されて構成されている。この両方の層が表面に現れた面を積層面と呼ぶ。この積層面のうち、電極２に当接する面とその面に隣接し回路基板１に当接する面を共に第一の積層面４という。回路基板端面７に電極２が形成される場合は、第一の積層面４は回路基板端面７に当接する面のみとなる。さらに、第一の積層面４と対向する面であって、プッシュスイッチ１１の接点部１２が当接する面を第二の積層面５と呼ぶ。この第一の導電層および、第二の導電層は、図３に示すように複数であってもよく、また単数であっても良い。
【００２２】
第一の積層面４が電極２に当接すると、この第一の積層面４の導電層３ａと電極２とが導通可能となる。導電層３ａは複数存在し、一組の２つの電極２はそれぞれ別の導電層３ａに当接する。このとき、一方の電極２に当接する導電層３ａを第一の導電層と呼び、他方の電極２に当接する導電層３ａを第二の導電層と呼ぶ。
【００２３】
プッシュスイッチ１１の接点部１２は、プッシュスイッチ１１が押されたときに、第一の導電層と第二の導電層を導通可能に、弾性接続部材３の第二の積層面５に当接する。これにより、プッシュスイッチ１１が押された際に、接点部１２により導通する複数の導電層３ａを介して、回路基板１上の一組の電極２が通電状態となる。
【００２４】
回路基板１は、プリント回路基板など、電子機器の電子部品等が実装されている基板である。電極２は、当該回路基板１の電子部品等が実装される実装面、またはその電極２が存する面とは逆側の裏面に形成されている。図２では、電極２は回路基板１の端部または端部近傍に形成されている。この電極２は、弾性接続部材３と当接可能な位置であれば回路基板１上に形成可能である。この電極２は一組の電極として設けられており、本発明のスイッチ構造は、この一組の電極２間の導通を行うものである。
【００２５】
本実施形態では、弾性接続部材３はコ字形状をしているが、当該弾性接続部材３は、回路基板１に配設された電極２と支持部材６を挟み込む形であればよい。
【００２６】
弾性接続部材３の導電層３ａはゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性を有する基材に、導電性を有する材料を混合することなどにより形成されている。たとえばシリコン系ゴムにカーボンを混練することなどにより形成可能である。これらの材料の他導電性と弾性を有する材料により、当該弾性接続部材３の導電層３ａは形成可能である。絶縁層３ｂも同様に絶縁性と弾性と有するゴム等により、形成可能である。
【００２７】
さらに、本実施形態では絶縁層３ｂと導電層３ａは同じ厚さを有しているが、両者は必ずしも同じ厚さでなくともよい。例えば、絶縁層３ｂが絶縁膜等の薄い層であっても、本発明の弾性接続部材３は構成可能である。この場合、導電層３ａの幅を広くでき、電極２や接点部１２との接点抵抗を下げられるという利点もある。
【００２８】
弾性接続部材３は、一組の電極２を導通させるため、少なくとも２層の導電層３ａと、この導電層３ａの間の絶縁層３ｂを有する。図２の実施形態ではこの導電層３ａと絶縁層３ｂは、それぞれ複数の層より形成されている。この導電層３ａの厚さは、電極２の幅と同程度かそれよりも小に設定されている。
【００２９】
当該弾性接続部材３の導電層３ａと、絶縁層３ｂが現れた第一の積層面４は、回路基板１に当接し、当該第一の積層面４の導電層３ａと電極２とは、導通可能に当接している。一組からなる電極２のそれぞれの電極は、それぞれ別の導電層３ａに当接している。
【００３０】
弾性接続部材３が複数の導電層３ａより形成される場合は、これら複数の導電層３ａのうち、一つまたは複数の導電層３ａが電極２に導通可能に当接する。
【００３１】
支持部材６は回路基板１の電極２と反対の面に配設されている。支持部材６の回路基板１側の面には、回路基板１に設けられた孔に嵌合可能な第一の凸部６ａを有している。また、支持部材６は、第一の凸部６ａに対向する面には弾性接続部材３に当接する第二の凸部６ｂを配設している。
【００３２】
プッシュスイッチ１１はラバーやエラストマー樹脂などの絶縁性を有した弾性体からなり、ボタン上部がドーム状である膨出部とボタン下面側に形成された接点部１２と、接点部１２の周りを囲うスカート部１４と、そのスカート部を支えるプッシュスイッチ基部１５とから形成される。プッシュスイッチ１１はプッシュスイッチスカート部１４が弾性を有しており、プッシュスイッチ上部１３が押されると、このプッシュスイッチスカート部が変形し、接点部１２が押し下がって、弾性接続部材３に当接する。プッシュスイッチ上部１３を押す力を解放すると、プッシュスイッチスカート部１４が元に戻るために接点部１２が退き、弾性接続部材３から離れる。
【００３３】
図２ではプッシュスイッチ上部１３は平面の形状をしているが、ドーム状の如くボタンを押下することができる形状であれば特に規制されない。接点部１２は導通性を有するものであり、カーボンや金属等により形成される。
【００３４】
なお、図２ではプッシュスイッチ１１はケース２１に挟み込むことにより固定されているが、上部６を押下することにより、接点部１２が弾性接続部材３に当接するように固定されていればよい。例えば、弾性接続部材３に直接固定することによっても本発明のスイッチ構造を構成できる。
【００３５】
また、本願発明のスイッチ構造が図２の如く複数ある場合には、プッシュスイッチ１１はそれぞれのプッシュスイッチ基部１５で連設して構成することもできる。この場合、支持部材６も長い部材を用いることにより、ひとつの支持部材６に複数の弾性接続部材３が組み込まれることも可能である。この場合、それぞれの弾性接続部材３の組み付け位置を決める凸部を有する構成をとることもできる。
【００３６】
本発明のスイッチ構造が複数ある場合にはさらに、長い弾性接続部材３を用いて、複数の組の電極においてスイッチ構造を構成することも可能である。この場合は、回路基板１に並んだ複数の電極２にひとつの弾性接続部材３が接することとなる。当該弾性接続部材３は導電層３ａと絶縁層３ｂが交互に構成されるため、これら複数の組の電極２をひとつの弾性接続部材３を用いて複数のスイッチとすることも可能である。
【００３７】
以上のように構成されたスイッチ構造における一組の電極２の間の導通について、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４を用いて説明する。一組の電極２はそれぞれ、弾性接続部材３の第一の積層面４に現れた２つの導電層３ａと導通可能に当接している（図３（ｂ））。プッシュスイッチ１１は押されていない状態（オフ状態）では接点部１２は弾性接続部材３の第二の積層面５とは当接せず、導電層３ａは互いに絶縁状態にある。
【００３８】
このプッシュスイッチ上部１３を指等で押下げることにより、プッシュスイッチ１１のスカート部が変形し、接点部１２が弾性接続部材３に当接する。この接点部１２が弾性接続部材３の複数の導電層３ａに導電可能に当接することにより、当該導電層３ａ間を導通させる。
【００３９】
プッシュスイッチ１１が押された状態では図３（ｂ）の４つの導電層３ａはすべて接点部１２に当接し、これら導電層３ａは導通可能となる。これにより、２つの電極２は導通することとなる。
【００４０】
ここで、電極２に接する導電層３ａと絶縁層３ｂの数が多いほど、この電極２と弾性接続部材３との間で、積層面に垂直方向の位置関係の精度が低くすむ。これは、弾性接続部材３と電極２との位置関係において、弾性接続部材３が積層面の垂直方向にずれても、いずれかの導電層３ａが電極２に接していれば、導通を確保できるからである。このため、当該弾性接続部材３の配線基板１への組み込みを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
さらに、支持部材６の使用により、弾性接続部材３を安定して電極２に当接させることができる。また支持部材６の第二の凸部６ｂにより、弾性接続部材３の取り付け位置を決めることができ、弾性接続部材３の取り付けを容易にすることができる。
【００４２】
支持部材６の回路基板１への取り付けは、回路基板１に取り付け孔を設け、これに支持部材６の第一の凸部６ａを挿入することにより固定して取り付けることも可能である。
【００４３】
本件発明の構成をとると、プッシュスイッチ１１が強い力で押されても弾性接続部材３が変形することにより、多くの力や衝撃を吸収することができるため、耐衝撃性の強いスイッチ構造となる。また従来のスイッチのように半田付け等により、電極２とスイッチ部が固着される箇所がないため、損傷する箇所が少ないという利点も有する。
【００４４】
また本発明にかかるスイッチ構造は、ＯＮ状態で弾性接続部材３が変形し、押し返すように当接するために、接触当接が安定し、瞬断やチャタリングを防止する効果も有する。
【００４５】
図５は本件発明の第一の変形例の断面図である。電極２は回路基板１のパターン印刷面と直交する回路基板端面７に配設されている。このプッシュスイッチ１１と電極２の間に弾性接続部材３が介在して構成されている。
【００４６】
この第一の変形例では、電極２と弾性接続部材３とプッシュスイッチ１１が一直線上に並んで構成される。したがって、弾性接続部材３は、前述したコ字形状を有する必要はない。第一の積層面４が電極２に導通可能に当接し、第二の積層面５と押下されたプッシュスイッチ１１の接点部１２が、導通可能に当接できるものであればよい。例えば、この弾性接続部材３は、直方体形状によっても、本件発明のスイッチ構造を構成することができる。
【００４７】
この第一の変形例では、支持部材６がなくても本件発明のスイッチ構造は構成可能であるが、回路基板１が薄い場合など、弾性接続部材３を安定固定させるために支持部材６を用いることも可能である。
【００４８】
図６は本件発明の第二の変形例の断面図である。なお、この変形例においては、前述した実施形態で用いた構成要素と同一の構成要素を用いる場合には、同一の符号を記して、その説明を省略する。以下の変形例についても同様である。この変形例では、第一の変形例の電極２が、回路基板１のパターン印刷面に配置されているものである。したがって弾性接続部材３は回路基板１の回路基板端面７と電極２が配設された実装面の二つの面に当接することとなる。図６では弾性接続部材３はＬ字形状であるが、回路基板１の回路基板端面７と電極２が配設された実装面の二つの面に当接する形状であればよい。
【００４９】
Ｌ字の構成をとることにより、第一の変形例のように回路基板１の回路基板端面７に電極２を設けた場合に比べて電極面積を大きくできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明にかかるスイッチ構造を有する携帯機器の斜視図である。
【図２】本発明にかかるスイッチ構造を有する携帯機器の取付構成を示した分解図である。
【図３】本発明にかかるスイッチ構造の拡大図である。
【図４】本発明にかかるスイッチ構造のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例１にかかるスイッチ構造の断面図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例２にかかるスイッチ構造の断面図である。
【図７】従来技術にかかるスイッチ構造の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  回路基板
２  電極
３  弾性接続部材
３ａ  導電層
３ｂ  絶縁層
４  第一の積層面
５  第二の積層面
６  支持部材
６ａ  第一の凸部
６ｂ  第二の凸部
７  回路基板端面
１１  プッシュスイッチ
１２  接点部
１３  プッシュスイッチ上部
１４  プッシュスイッチスカート部
１５  プッシュスイッチ基部
２１  ケース
２２  プッシュスイッチ孔
２３  サイドスイッチ
２４  スイッチモジュール
２５  プッシュスイッチ突出部
【図１】
2008034120.tif 000003
【図２】
2008034120.tif 000004
【図３】
2008034120.tif 000005
【図４】
2008034120.tif 000006
【図５】
2008034120.tif 000007
【図６】
2008034120.tif 000008
【図７】
2008034120.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月6日(2007.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【図１】本発明にかかるスイッチ構造を有する携帯機器の斜視図である。
【図２】本発明にかかるスイッチ構造を有する携帯機器の取付構成を示した分解図である。
【図３】本発明にかかるスイッチ構造の拡大図である。
【図４】本発明にかかるスイッチ構造のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例１にかかるスイッチ構造の断面図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例２にかかるスイッチ構造の断面図である。
【図７】従来技術にかかるスイッチ構造の断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008034120.tif 000010