Switch device, and display and electronic unit comprising the same

本開示は、スイッチ装置、並びにこのスイッチ装置を備えた表示装置および電子機器に関する。

従来のスイッチ装置では、例えば特許文献１に記載されたように、キートップ（操作部）の裏にベース部が設けられ、このベース部の下方にタクトスイッチ（スイッチ）が配置されている。 キートップを押すと、これに連動してベース部がタクトスイッチのボタンを押し込んで通電が行われる。

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のスイッチ装置では、キートップに加えられた押圧力を、ベース部を介してボタンに直接伝えるようにしていたので、過大な押圧力によってボタンが破壊されてしまうおそれがあった。

なお、ちなみに、特許文献１では、ベース部の周囲にリブを設け、このリブをタクトスイッチのボタン以外の部分に当接させることにより、キートップをボタンのストローク以上に押圧することができないようにしている。 しかし、ベース部とボタンとの間のクリアランスは、組立誤差や寸法公差などの累積に起因して変動する可能性があり、たとえ特許文献１のようなリブを設けていても、ボタンの破損を完全に抑えることはできない場合があった。 例えば、上述したクリアランスが非常に狭くなった場合には、たとえ特許文献１のようにリブを設けていても、リブがタクトスイッチのボタン以外の部分に当接するよりも前に、ベース部がボタンに接触してしまい、ボタンに過度な力がかかって破損されてしまうおそれがあった。

本開示の目的は、スイッチの破損を抑えると共に、スイッチとこのスイッチを作動させる部品との間のクリアランスの変動を吸収することが可能なスイッチ装置、並びにこのスイッチ装置を備えた表示装置および電子機器を提供することにある。

本開示のスイッチ装置は、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の構成要素を備えたものである。
（Ａ）スイッチ（Ｂ）スイッチに対向配置された操作部（Ｃ）操作部からの第１の押圧力により変形する第１弾性部（Ｄ）第１弾性部の変形によりスイッチに当接し、第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力により変形してスイッチを作動させる第２弾性部

本開示の表示装置は、上記本開示のスイッチ装置を備えたものである。

本開示の電子機器は、上記本開示のスイッチ装置を備えたものである。

本開示のスイッチ装置では、操作部が第１の押圧力で押されることにより、第１弾性部が変形する。 この第１弾性部の変形により、第２弾性部がスイッチに当接する。 更に、操作部が第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力で押されることにより、第２弾性部が変形してスイッチを作動させる。 このとき、操作部からの第２の押圧力は、第２弾性部を介してスイッチに伝えられる。 よって、従来のようにキートップに加えられる力がベース部を介してタクトスイッチのボタンに直接もろに伝わってしまうことはなく、過大な押圧力によってスイッチが破壊されてしまうことが抑えられる。 また、第２弾性部のストロークを調節することにより、スイッチとこのスイッチを作動させる第２弾性部との間のクリアランスの変動を吸収することが可能となる。

本開示の表示装置、または本開示の電子機器では、上記本開示のスイッチ装置により本体部の電源オン／オフ等の操作が行われる。

本開示のスイッチ装置によれば、操作部からの押圧力を、第１弾性部および第２弾性部の二段階を経てスイッチに伝えるようにしたので、過大な押圧力によるスイッチの破損を抑えると共に、スイッチとこのスイッチを作動させる第２弾性部との間のクリアランスの変動を吸収することが可能となる。 よって、本開示のスイッチ装置を表示装置または電子機器に搭載すれば、組立作業時などに意図しない過大な力がスイッチ装置にかかってしまった場合にもスイッチ装置の破損を抑え、信頼性を高めることが可能となる。

本開示の一実施の形態に係る表示装置の外観を表す斜視図である。

図１に示したスイッチ装置の構成を表す平面図である。

図２に示したスイッチ装置の動作を説明するための平面図である。

第２弾性部を設けない場合のスイッチ装置の構成を表す平面図である。

変形例１に係るスイッチ装置の構成を表す断面図である。

変形例２に係るスイッチ装置の構成を表す断面図である。

変形例３に係るスイッチ装置の構成を表す断面図である。

適用例１の外観を表す斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 なお、説明は以下の順序で行う。
１． 実施の形態（スイッチが機械的スイッチである例）
２． 変形例１（スイッチが基板に上向きに実装されている例）
３． 変形例２（第２弾性部を、板ばねにより構成した例）
４． 変形例３（スイッチが静電容量式スイッチまたは感圧式スイッチである例）
５． 適用例

図１は、本開示の一実施の形態に係るスイッチ装置を備えた表示装置（テレビジョン装置）の外観を表したものである。 この表示装置１は、例えば、画像表示のための薄板状の本体部２を、支持部（スタンド）３により支持した構成を有している。 本体部２は、例えば、液晶などの表示パネル２Ａを外装部材２Ｂに収納したものである。 なお、表示パネル２Ａは、液晶表示パネルのほか、有機ＥＬ（Electroluminescence）パネル，プラズマ表示パネル等の他の表示パネルにより構成されていてもよい。

本体部２には、電源オン／オフのためのスイッチ装置４が設けられている。 スイッチ装置４の取付位置は、本体部２の上面，左右の側面または下面など特に限定されないが、例えば、本体部２の下面の右側に設けられていることが望ましい。 また、スイッチ装置４は、本体部２の動作状態を表示するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）やリモートコントローラの受信部の近傍に設けられていることが望ましい。 それらと同一の基板にスイッチ４を設けることが可能となると共に、ケーブル等の部品を削減することが可能となるからである。

図２は、図１に示したスイッチ装置４の構成を表したものである。 スイッチ装置４は、例えば、スイッチ１０と、操作部２０と、第１弾性部３０と、第２弾性部４０とを有している。 スイッチ１０は、例えば、スイッチ本体１１およびボタン１２を有する機械的スイッチであり、ボタン１２がスイッチ本体１１に押し込まれることによりオン／オフ動作が行われるようになっている。 操作部２０は、スイッチ１０に対向配置された押しボタンである。 第１弾性部３０は、操作部２０からの第１の押圧力Ｆ１により変形するものである。 第２弾性部４０は、第１弾性部３０の変形によりスイッチ１０のボタン１２に当接し、第１の押圧力Ｆ１よりも大きい第２の押圧力Ｆ２により変形してスイッチ１０を作動させるものである。 これにより、この表示装置１では、スイッチ１０の破損を抑えると共に、スイッチ１０のボタン１２と第２弾性部４０との間のクリアランスｄ２の変動を吸収することが可能となっている。

スイッチ１０は、基板１３に実装されている。 スイッチ１０および基板１３は、収納部（ホルダー）１４に収納されている。 収納部１４は、例えば、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、ＰＣ樹脂にＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂）を添加したもの、ＰＳ（ポリスチレン）、またはＡＢＳ樹脂などの樹脂材料により構成されている。

操作部２０は、第１弾性部３０により収納部１４に連結されている。 操作部２０および第１弾性部３０は、例えば、上述した樹脂材料により収納部１４と一体成形されている。 なお、図１に示したように、スイッチ装置４の大部分は外装部材２Ｂに隠されており、本体部２の外から見えるのは操作部２０のみである。

第１弾性部３０は、例えばヒンジ構造を有しており、その一端（固定端）３０Ａは収納部１４に固定され、他端（可動端）３０Ｂは操作部２０に連結されている。 これにより、第１弾性部３０は、固定端３０Ａを軸として可動端３０Ｂおよび操作部２０をスイッチ１０側へ（矢印Ｒ３０方向へ）回動変位させることが可能となっている。 なお、第１弾性部３０は、図２では例えば矩形の三辺をなす形状を有しているが、図２に示した形状に限定されるものではなく、固定端３０Ａと操作部２０との位置関係に応じて適切な形状とすることが可能である。

第２弾性部４０は、例えばヒンジ構造を有しており、その一端（固定端）４０Ａは第１弾性部３０に固定され、他端（可動端）４０Ｂはスイッチ１０のボタン１２に対向している。 これにより、第２弾性部４０は、固定端４０Ａを軸として可動端４０Ｂを操作部２０側へ（矢印Ｒ４０方向へ）回動変位させることが可能となっている。

第２弾性部４０の形状および寸法（長さ、厚み、幅など）は、スイッチ１０の動作に必要な押圧力では変形せず、スイッチ１０のボタン１２の破壊荷重よりも小さい力で変形するように調整されていることが好ましい。 なお、第２弾性部４０は、図２では例えばＬ字形状を有しているが、図２に示した形状に限定されるものではなく、固定端４０Ａとスイッチ１０のボタン１２との位置関係に応じて適切な形状とすることが可能である。 第２弾性部４０は、例えば、操作部２０および第１弾性部３０と同様に、上述した樹脂材料により収納部１４と一体に成形されていることが望ましい。

操作部２０には、収納部１４に向かって突出する突出部５０が設けられていることが好ましい。 この突出部５０は、第２の押圧力Ｆ２よりも大きい第３の押圧力Ｆ３により操作部２０および収納部１４の両方に当接するものである。 これにより、過大な押圧力がかかった場合に、その力を突出部５０で受けるようにし、第２弾性部４０のそれ以上の変形を抑えることが可能となる。 よって、過大な押圧力が第２弾性部４０を介してスイッチ１０に伝わってしまうのを抑え、スイッチ１０の破損を回避することが可能となる。

突出部５０と収納部１４との間のクリアランスｄ１と、第２弾性部４０とボタン１２との間のクリアランスｄ２と、ボタン１２のストロークｄ３とは、ｄ１≧ｄ２＋ｄ３を満たすことが好ましい。 これにより、組立誤差や寸法公差などの累積に起因してクリアランスｄ２が大きくなった場合にも、スイッチ１０のボタン１２を押し込むことが可能となる。

また、第２弾性部４０のストロークｄ４は、ｄ１−（ｄ２＋ｄ３）＜ｄ４を満たすことが好ましい（式中、ｄ１は突出部５０と収納部１４との間のクリアランス、ｄ２は第２弾性部４０とボタン１２との間のクリアランス、ｄ３はボタン１２のストロークを表す。）。 これにより、組立誤差や寸法公差などの累積に起因してクリアランスｄ２が小さくなった場合にも、スイッチ１０の破損を回避することが可能となる。

このスイッチ装置４は、例えば、次のように動作する。

まず、図３（Ａ）に示したように、操作部２０が第１の押圧力Ｆ１で押されることにより、第１弾性部３０がスイッチ１０側へ（矢印Ｒ３０方向へ）撓み変形する。 この第１弾性部３０の撓み変形により、第２弾性部４０がスイッチ１０のボタン１２に当接する。

更に、図３（Ｂ）に示したように、操作部２０が第１の押圧力Ｆ１よりも大きい第２の押圧力Ｆ２で押されることにより、第２弾性部４０が操作部２０側へ（矢印Ｒ４０方向へ）撓み変形してボタン１２をスイッチ本体１１に押し込み、スイッチ１０を作動させる。

更にまた、図３（Ｃ）に示したように、操作部２０が第２の押圧力Ｆ２よりも大きい第３の押圧力Ｆ３で押された場合には、突出部５０が収納部１４に当接し、第２弾性部４０のそれ以上の撓み変形が阻止される。 これにより、過大な押圧力Ｆ３がかかった場合には、突出部５０がその押圧力Ｆ３を受けることになり、過大な押圧力Ｆ３が第２弾性部４０を介してスイッチ１０に伝わってしまうことが抑えられ、スイッチ１０の破損が回避される。

本実施の形態では、第２弾性部４０を設けるようにしたので、操作部２０からの第２の押圧力Ｆ２は、第２弾性部４０を介してスイッチ１０のボタン１２に伝えられる。 よって、従来のようにキートップに加えられる力がベース部を介してタクトスイッチのボタンに直接もろに伝わってしまうことはなく、通常の使用範囲を超えるような大きな押圧力によってスイッチ１０が破壊されてしまうことが抑えられる。 また、第２弾性部４０のストロークｄ４を調節することにより、スイッチ１０のボタン１２と第２弾性部４０との間のクリアランスｄ２の変動を吸収することが可能となる。

以下、第２弾性部４０のストロークｄ４の調節によるクリアランスｄ２の吸収について説明する。

図４に示したように第２弾性部４０が設けられていない場合には、ｄ１＝ｄ２＋ｄ３が常に成り立てばよい（式中、ｄ１は突出部５０と収納部１４との間のクリアランス、ｄ２は操作部２０とボタン１２との間のクリアランス、ｄ３はボタン１２のストロークをそれぞれ表す。）。

しかしながら、実際にはスイッチ１０の実装，基板１３の外形および収納部１４の公差などにより、クリアランスｄ２がばらつく。 そのため、例えば、クリアランスｄ２が小さくなりｄ１＞ｄ２＋ｄ３となった場合には、操作部２０が既にスイッチ１０のボタン１２に接触しているにもかかわらず、突出部５０がなかなか収納部１４に当接しないことになるので、操作部２０が強い力で押されたときにスイッチ１０に過度な力がかかってしまう可能性がある。 また、クリアランスｄ２が大きくなりｄ１＜ｄ２＋ｄ３となった場合には、操作部２０がまだスイッチ１０のボタン１２に接触していないにもかかわらず、突出部５０が早々に収納部１４に当接してしまうことになるので、スイッチ１０のボタン１２が押し込めなくなる可能性がある。

これに対して、本実施の形態では、第２弾性部４０を設けるようにしたので、この第２弾性部４０のストロークｄ４により、組立誤差や寸法公差などの累積に起因するクリアランスｄ２の変動を吸収すると共に、スイッチ１０の破損を回避することが可能となる。 すなわち、最もクリアランスｄ２が大きくなった場合には、ｄ１≧ｄ２＋ｄ３となるように突出部５０と収納部１４との間のクリアランスｄ１を設定することにより、スイッチ１０のボタン１２を押し込めなくなるという事態を回避することが可能となる。 逆に、最もクリアランスｄ２が小さくなった場合には、ｄ１−（ｄ２＋ｄ３）＜ｄ４となるように第２弾性部４０のストロークｄ４を設定すれば、操作部２０が通常の使用範囲を超えるような強い力で押されたときにもスイッチ１０の破損を抑えることが可能となる。

ちなみに、ここにいう「通常の使用範囲」としては、使用者が操作部２０を指で押すときに操作部２０にかかる押圧力（例えば、数キログラム程度）を想定している。 一方、「通常の使用範囲を超えるような大きな押圧力がスイッチ１０にかかりうる場合」の例としては、図１に示したようにスイッチ装置４を本体部２の下面に設けた場合に、本体部２をスタンド３に取り付ける際に本体部２を床においたときに、本体部２の自重（数十キログラム以上）で操作部２０が押される、というような可能性が考えられる。 本実施の形態では、このような意図しない大きな力がスイッチ１０にかかってしまった場合でも、スイッチ１０が破損してしまうことが抑えられる。 よって、スイッチ装置４の破損を抑え、表示装置１の信頼性を高めることが可能となる。

このように本実施の形態では、操作部２０からの押圧力Ｆ１，Ｆ２を、第１弾性部３０および第２弾性部４０の二段階を経てスイッチ１０に伝えるようにしたので、過大な押圧力によるスイッチ１０の破損を抑えると共に、スイッチ１０とこのスイッチ１０を作動させる第２弾性部４０との間のクリアランスｄ２の変動を吸収することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、突出部５０が操作部２０から収納部１４に向かって突出して設けられている場合について説明したが、突出部５０は収納部１４から操作部２０に向かって突出して設けられていることも可能である。

（変形例１）
また、上記実施の形態では、スイッチ１０が基板１３に対して横向きに実装されている場合について説明したが、図５に示したように、スイッチ１０は基板１３に対して上向きに実装されていることも可能である。

（変形例２）
更に、上記実施の形態では、第２弾性部４０がヒンジ構造を有している場合について説明したが、図６に示したように、第２弾性部４０は板ばねにより構成されていることも可能である。 なお、図６では、変形例１と同様に、スイッチ１０が基板１３に対して上向きに実装されている場合を表している。

（変形例３）
図７は、本開示の変形例３に係るスイッチ装置４の構成を表したものである。 この変形例は、スイッチ１０を、静電容量式スイッチまたは感圧式スイッチにより構成したものである。 また、変形例１と同様に、スイッチ１０は基板１３に対して上向きに実装されている。 これらのことを除いては、このスイッチ装置４は、上記実施の形態と同様の構成、作用および効果を有している。

本変形例では、上記実施の形態と異なり、スイッチ１０がボタン１２を有しないので、ボタン１２のストロークｄ３はゼロ（ｄ３＝０）である。 従って、突出部５０と収納部１４との間のクリアランスｄ１と、第２弾性部４０とスイッチ１０との間のクリアランスｄ２とは、ｄ１≧ｄ２を満たすことが好ましい。 理由は上記実施の形態と同様である。

また、第２弾性部４０のストロークｄ４は、ｄ１−ｄ２＜ｄ４を満たすことが好ましい（式中、ｄ１は突出部５０と収納部１４との間のクリアランス、ｄ２は第２弾性部４０とスイッチ１０との間のクリアランスを表す。）。 理由は上記実施の形態と同様である。

（適用例）
続いて、上記実施の形態のスイッチ装置４の適用例について説明する。 このスイッチ装置４は、上述したテレビジョン装置のほか、パーソナルコンピュータ、携帯電話やスマートホン等の携帯端末装置、デジタルスチルカメラあるいはビデオカメラ等の撮像装置など、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。 言い換えると、このスイッチ装置４は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。 また、このスイッチ装置４は、照明器具，インターホン，ゲームコントローラーなど、表示を行わない他の電子機器・電気機器に適用することも可能である。

（適用例１）
図８は、上記実施の形態のスイッチ装置４が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。 このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体部１１０，文字等の入力操作のためのキーボード１２０および画像を表示する表示部１３０を有しており、例えば本体部１１０に上記実施の形態のスイッチ装置４が設けられている。

以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 例えば、上記実施の形態において説明した各構成要素の材料および厚みなどは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。

また、例えば、上記実施の形態において表示装置（テレビジョン装置）の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。

なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
スイッチと、
前記スイッチに対向配置された操作部と、
前記操作部からの第１の押圧力により変形する第１弾性部と、
前記第１弾性部の変形により前記スイッチに当接し、前記第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力により変形して前記スイッチを作動させる第２弾性部と を備えたスイッチ装置。
（２）
前記スイッチを収納する収納部と、
前記操作部および前記収納部の一方から他方に向かって突出し、前記第２の押圧力よりも大きい第３の押圧力により前記操作部および前記収納部の両方に当接する突出部と を備えた前記（１）記載のスイッチ装置。
（３）
前記第２弾性部の形状および寸法は、前記スイッチの動作に必要な押圧力では変形せず、前記スイッチの破壊荷重よりも小さい力で変形するように調整されている 前記（１）または（２）記載のスイッチ装置（４）
前記スイッチは、スイッチ本体およびボタンを有する機械的スイッチである 前記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
（５）
前記突出部と前記収納部との間のクリアランスｄ１と、前記第２弾性部と前記ボタンとの間のクリアランスｄ２と、前記ボタンのストロークｄ３とは、ｄ１≧ｄ２＋ｄ３を満たす 前記（４）記載のスイッチ装置。
（６）
前記第２弾性部のストロークｄ４は、ｄ１−（ｄ２＋ｄ３）＜ｄ４を満たす（式中、ｄ１は前記突出部と前記収納部との間のクリアランス、ｄ２は前記第２弾性部と前記ボタンとの間のクリアランス、ｄ３は前記ボタンのストロークを表す。）
前記（５）記載のスイッチ装置。
（７）
前記スイッチは、静電容量式スイッチまたは感圧式スイッチである 前記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
（８）
前記突出部と前記収納部との間のクリアランスｄ１と、前記第２弾性部と前記スイッチとの間のクリアランスｄ２とは、ｄ１≧ｄ２を満たす 前記（７）記載のスイッチ装置。
（９）
前記第２弾性部のストロークｄ４は、ｄ１−ｄ２＜ｄ４を満たす（式中、ｄ１は前記突出部と前記収納部との間のクリアランス、ｄ２は前記第２弾性部と前記スイッチとの間のクリアランスを表す。）
前記（８）記載のスイッチ装置。
（１０）
前記第２弾性部は、ヒンジ構造を有する 前記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
（１１）
前記第２弾性部は、板ばねにより構成されている 前記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
（１２）
スイッチ装置を有し、
前記スイッチ装置は、
スイッチと、
前記スイッチに対向配置された操作部と、
前記操作部からの第１の押圧力により変形する第１弾性部と、
前記第１弾性部の変形により前記スイッチに当接し、前記第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力により変形して前記スイッチを作動させる第２弾性部と を備えた表示装置。
（１３）
スイッチ装置を有し、
前記スイッチ装置は、
スイッチと、
前記スイッチに対向配置された操作部と、
前記操作部からの第１の押圧力により変形する第１弾性部と、
前記第１弾性部の変形により前記スイッチに当接し、前記第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力により変形して前記スイッチを作動させる第２弾性部と を備えた電子機器。

１…表示装置、２…本体部、２Ａ…表示パネル、２Ｂ…外装部材、３…スタンド、４…スイッチ装置、１０…スイッチ、１１…スイッチ本体、１２…ボタン、１３…基板、１４…収納部材、２０…操作部、３０…第１弾性部、４０…第２弾性部、５０…突出部。