特許 6744022 スイッチ機構、及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6744022

(24)【登録日】2020年8月3日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】スイッチ機構、及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/06 20060101AFI20200806BHJP

   H01H 13/14 20060101ALI20200806BHJP

   H01H 11/00 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   H01H13/06 B

   H01H13/14 Z

   H01H11/00 B

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-34523(P2016-34523)

(22)【出願日】2016年2月25日

(65)【公開番号】特開2017-152254(P2017-152254A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2019年1月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】599161890

【氏名又は名称】ＮＥＣネットワーク・センサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(74)【代理人】

【識別番号】100119415

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 充

(74)【代理人】

【識別番号】100168310

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼橋 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】相沢 哲生

(72)【発明者】

【氏名】金本 要

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３４０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２４７４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ９／００ 〜 ９／２８

Ｈ０１Ｈ １１／００ 〜 １３／８８

Ｈ０１Ｈ ８９／００ 〜 ８９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口部を有する筐体と、
前記開口部の内部に配置された、押圧式のスイッチと、
前記筐体の外側に前記開口部を覆うように配置され、前記スイッチとは逆方向に突出するように成形された、軟質材である、押しボタンカバーと、
前記押しボタンカバーと一体成形し、前記筐体に固定されたカバー板と、
を備え、
前記押しボタンカバーは、側面部が、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状であるとともに、
前記押しボタンカバーは、前記押しボタンカバーの上面部の内側から、前記スイッチの方向に向かって突出した、前記スイッチを押すための突起を備え、
前記スイッチの上面に対向する、前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離は、前記押しボタンカバーの前記上面部及び前記側面部に、略均一な荷重が作用した状態における、前記突起の変位量より大きく、
前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離を、使用環境に応じて略均一な圧力が作用した場合に突起の変位によりスイッチが動作しないような距離としたことを特徴とする、スイッチ機構。

【請求項2】

前記押しボタンカバーの上面部に、集中荷重が作用した状態における前記突起の変位量と、前記上面部及び前記側面部に、前記略均一な荷重が作用した状態における前記突起の変位量とが異なる、請求項１に記載のスイッチ機構。

【請求項3】

前記側面部は、前記押しボタンカバーの前記上面部の中心から、前記スイッチの中心に向かって伸びる軸を回転軸とする、回転体の少なくとも一部である、請求項１又は２に記載のスイッチ機構。

【請求項4】

前記筐体は、シール材をさらに備え、
前記カバー板は、前記シール材を介して前記筐体に固定されるとともに、
前記カバー板は、前記シール材を介して前記筐体に固定された状態において、前記スイッチの上方になる位置に、貫通孔を有し、
前記貫通孔は、少なくとも前記突起の先端を貫通できる大きさである、請求項１乃至３のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【請求項5】

前記カバー板は剛体であり、所定の剛性を有する、請求項１乃至４のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【請求項6】

水密に構成される、請求項１乃至５のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【請求項7】

筐体に開口部を形成する工程と、
前記開口部の内部に、押圧式のスイッチを配置する工程と、
軟質材の押しボタンカバーを、前記筐体の外側に前記開口部を覆うように配置した場合に、前記スイッチとは逆方向に突出させて成形する工程と、
前記押しボタンカバーの側面部を、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状に成形する工程と、
前記押しボタンカバーの上面部の内側から、前記スイッチの方向に向かって突出させた、前記スイッチを押すための突起を形成する工程と、
前記押しボタンカバーとカバー板とを一体成形する工程と、
前記カバー板を、前記筐体に固定する工程と、
を含み、
前記突起を形成する工程において、前記スイッチの上面に対向する、前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離が、前記押しボタンカバーの前記上面部及び前記側面部に、略均一な荷重が作用した状態における、前記突起の変位量より大きく、
前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離を、使用環境に応じて略均一な圧力が作用した場合に突起の変位によりスイッチが動作しないような距離としたことを特徴とする、前記突起を形成する、スイッチ機構の製造方法。

【請求項8】

前記側面部を回転体状に成形する工程において、前記押しボタンカバーの前記上面部の中心から、前記スイッチの中心に向かって伸びる軸を回転軸とする、回転体の少なくとも一部となる、前記側面部を形成する、請求項７に記載のスイッチ機構の製造方法。

【請求項9】

前記押しボタンカバーとカバー板とを一体成形する工程において、前記押しボタンカバーと、前記カバー板とを、モールド成形して一体化する、請求項７又は８に記載のスイッチ機構の製造方法。

【請求項10】

前記筐体にシール材を配置する工程と、
前記シール材を介して、前記カバー板を前記筐体に固定する工程と、
前記カバー板を、前記シール材を介して前記筐体に固定した場合に、前記スイッチの上方となる位置に、少なくとも、前記突起の先端を貫通できる大きさの貫通孔を形成する工程と、
を含む請求項７乃至９のいずれか一に記載のスイッチ機構の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチ機構、及びその製造方法に関する。特に、押圧式スイッチ機構、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水中において電子機器を使用する場合、電子機器が、水密性を備える構造であることは、非常に重要である。勿論、水中において電子機器のスイッチを操作する場合においても電子機器のスイッチが、水密性を備える構造であることは、非常に重要である。そこで、電子機器のスイッチの防水性を向上させる技術が提案されている（特許文献１−３）。

【0003】

特許文献１においては、防水筐体と、防水筐体の外側に設けられたスイッチと、防水筐体の開口部及びスイッチの周囲を覆い、防水筐体に接着して水密構造とした防水シートとを備える、水密スイッチが記載されている。

【0004】

特許文献２においては、ボタンとスイッチ基板とが、一体成形された硬質樹脂で覆われることで、プッシュスイッチの防水性を向上させる技術が記載されている。

【0005】

特許文献３においては、入力用のスイッチを実装したプリント基板と、プリント基板を設置するハウジングと、プリント基板を覆う弾性カバーと、弾性カバーを介してスイッチを押すキートップと、外側を覆うスイッチカバーとから成るスイッチが記載されている。そして、特許文献３に記載されたスイッチにおいて、キートップを嵌め合わせるための嵌合部と、ハウジングと密着する外枠部と、嵌合部と外枠部を繋ぐ、弾性を持った弾性部とから成る弾性カバーが一体成形される。その結果、特許文献３に記載されたスイッチにおいては、プリント基板の密閉性が向上することで、スイッチの防水性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開平０４−０３３２２５号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３４０２６号公報

【特許文献3】特開２００１−１５５５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。

【0008】

水中において、電子機器を操作する場合には、当該電子機器のスイッチに対して、水圧が作用する。そして、押圧式のスイッチに対して水圧が作用した場合、水圧の影響で、スイッチ、及び／又はスイッチのカバーが押され、スイッチが誤動作する場合がある。しかし、水圧の影響に基づいて、スイッチが誤動作することを防止するために、スイッチ、及び／又はスイッチのカバーの硬度を高くすると、操作性が低下する恐れがある。

【0009】

特許文献１に記載された技術では、平面膜状の防水シートを使用する。そのため、特許文献１に記載された技術では、当該防水シートに、水圧が作用した場合、わずかな水圧であっても、当該防水シートが内側に押し込まれ、スイッチが誤動作する恐れがある。

【0010】

また、特許文献２、３に記載された技術では、水中においてスイッチを操作することについては、一切記載されていない。そのため、特許文献２、３に記載された技術では、スイッチに対して水圧が作用した場合については、一切記載されていない。従って、水中で特許文献２、３に記載されたスイッチを使用した場合、スイッチが誤動作する恐れがある。

【0011】

そこで、本発明は、水中において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献するスイッチ機構、及びその製造方法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】

【0012】

本発明の第１の視点によれば、スイッチ機構が提供される。該スイッチ機構は、開口部を有する筐体を備える。
さらに、該スイッチ機構は、前記開口部の内部に配置された、押圧式のスイッチを備える。
さらに、該スイッチ機構は、前記筐体の外側に前記開口部を覆うように配置され、前記スイッチとは逆方向に突出するように成形された、軟質材である、押しボタンカバーを備える。
さらに、該スイッチ機構は、前記押しボタンカバーと一体成形し、前記筐体に固定されたカバー板を備える。
前記押しボタンカバーは、側面部が、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状である。
さらに、前記押しボタンカバーは、前記押しボタンカバーの上面部の内側から、前記スイッチの方向に向かって突出した、前記スイッチを押すための突起を備える。
さらに、前記スイッチの上面に対向する、前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離は、前記押しボタンカバーの前記上面部及び前記側面部に、略均一な荷重が作用した状態における、前記突起の変位量より大きく、
前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離を、使用環境に応じて略均一な圧力が作用した場合に突起の変位によりスイッチが動作しないような距離としたことを特徴とする。

【0013】

本発明の第２の視点によれば、スイッチ機構の製造方法が提供される。該製造方法は、筐体に開口部を形成する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記開口部の内部に、押圧式のスイッチを配置する工程を含む。
さらに、該製造方法は、軟質材の押しボタンカバーを、前記筐体の外側に前記開口部を覆うように配置した場合に、前記スイッチとは逆方向に突出させて成形する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記押しボタンカバーの側面部を、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状に成形する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記押しボタンカバーの上面部の内側から、前記スイッチの方向に向かって突出させた、前記スイッチを押すための突起を形成する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記押しボタンカバーとカバー板とを一体成形する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記カバー板を、前記筐体に固定する工程を含む。
さらに、該製造方法は、前記突起を形成する工程において、前記スイッチの上面に対向する、前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離が、前記押しボタンカバーの前記上面部及び前記側面部に、略均一な荷重が作用した状態における、前記突起の変位量より大きい、前記突起を形成し、
前記突起の先端面から、前記スイッチの前記上面までの距離を、使用環境に応じて略均一な圧力が作用した場合に突起の変位によりスイッチが動作しないような距離としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の各視点によれば、水中において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献するスイッチ機構、及びその製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態の概要を説明するための図である。

【図2】スイッチ機構１００の一例を示す斜視図である。

【図3】スイッチ機構１００の一例を示す正面図である。

【図4】スイッチ機構１００の一例を示す側面図である。

【図5】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図6】スイッチ機構１００の一例を示す断面側面図である。

【図7】スイッチ機構１００の上面の寸法の一例を示す寸法図である。

【図8】図７のＡ−Ａ断面の寸法の一例を示す寸法図である。

【図9】押しボタンカバー２、及びカバー板３の正面の寸法の一例を示す寸法図である。

【図10】構造解析の解析条件の一例を示す図である。

【図11】構造解析の解析結果の一例を示す図である。

【図12】構造解析の解析条件の一例を示す図である。

【図13】構造解析の解析結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。

【0017】

上述の通り、水中において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献するスイッチ機構が望まれる。

【0018】

そこで、一例として、図１に示すスイッチ機構１０００を提供する。スイッチ機構１０００は、開口部１００１を有する筐体１００２を備える。さらに、スイッチ機構１０００は、開口部１００１の内部に配置された、押圧式のスイッチ１００３を備える。さらに、スイッチ機構１０００は、筐体１００２の外側に、開口部１００１を覆うように配置され、スイッチ１００３とは逆方向に突出するように成形された、軟質材である、押しボタンカバー１００４を備える。さらに、スイッチ機構１０００は、押しボタンカバー１００４と一体成形し、筐体１００２に固定されたカバー板１００５を備える。

【0019】

さらに、押しボタンカバー１００４は、側面部が、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状である。即ち、押しボタンカバー１００４の側面部は、上方から下方に向かって、回転半径が大きくなる、回転体状である。

【0020】

さらに、押しボタンカバー１００４は、押しボタンカバー１００４の上面部の内側から、スイッチ１００３の方向に向かって突出した、スイッチ１００３を押すための突起１００６を備える。ここで、突起１００６の先端と、スイッチ１００３の上面との間に、所定の空間を有するものとする。具体的には、スイッチ１００３の上面に対向する、突起１００６の先端面から、スイッチ１００３の上面までの距離は、押しボタンカバー１００４の上面部及び側面部に、所定の略均一な荷重（例えば、水圧）が作用した状態における、突起１００６の変位量より大きいものとする。

【0021】

押しボタンカバー１００４の上面部に対して、上方から下方に、荷重が作用することで、押しボタンカバー１００４の上面部は、下方へ変位する。そして、押しボタンカバー１００４の上面部の下方への変位に伴い、突起１００６が下方に変位し、スイッチ１００３を押圧する。ここで、押しボタンカバー１００４は、軟性材であり、伸縮性及び弾性を有する。そのため、人が、指等で、押しボタンカバー１００４の上面部を押すことで、突起１００６が変位し、スイッチ１００３の入り切りを容易に行うことできる。

【0022】

ところで、スイッチ機構１０００を水中に配置した場合には、スイッチ機構１０００に対して、水圧が作用する。しかし、押しボタンカバー１００４の側面部が、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状である場合、側面部に対して外側から、法線方向に所定の略均一な圧力が作用した状態においては、外側から作用した荷重に対して、応力の作用する方向が、所定の方向に集中せず、分散する。そして、応力の作用する方向が分散することで、押しボタンカバー１００４の変形量が抑制される。

【0023】

さらに、上記の通り、スイッチ１００３の上面に対向する、突起１００６の先端面から、スイッチ１００３の上面までの距離は、押しボタンカバー１００４の上面部及び側面部に、所定の略均一な荷重（例えば、水圧）が作用した状態における、突起１００６の変位量より大きい。そのため、スイッチ機構１０００においては、押しボタンカバー１００４に水圧が作用することで、突起１００６が変位した場合であっても、スイッチ１００３が押されることを防止できる。

【0024】

従って、スイッチ機構１０００は、水中において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献する。特に、スイッチ機構１０００は、スイッチ機構１０００の使用を想定する水深において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献する。なお、上記の水圧は、スイッチ機構１０００の使用環境に応じて異なる。そのため、スイッチ機構１０００の使用を想定する水深に応じて、押しボタンカバー１００４の厚み、硬度等を決定して良いことは勿論である。

【0025】

［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

【0026】

図２は、本実施形態に係るスイッチ機構１００の一例を示す斜視図である。図２を参照すると、スイッチ機構１００は、筐体１の上面に、押しボタンカバー２を備え、押しボタンカバー２と、筐体１との間にカバー板３を備える。なお、図２は、押しボタンカバー２は、２個のボタン（押しボタンカバー２において上部に突出した部分）を備えるが、スイッチ機構１００において、ボタンの数を２個に限定する趣旨ではない。スイッチ機構１００において、ボタンの数は限定されず、１個、又は３個以上であっても良い。

【0027】

図３は、図２に示すスイッチ機構１００の位置例を示す正面図である。図４は、図２に示すスイッチ機構１００の一例を示す側面図（右側面図、及び左側面図）である。なお、図２、図３、図４は、本実施形態に係るスイッチ機構１００に関係する部材を主に記載する。

【0028】

図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図５を参照すると、スイッチ機構１００において、筐体１は、開口部４を備える。ここで、筐体１は、水密な構成であることが好ましい。さらに、スイッチ機構１００は、筐体１の外側に、開口部４を覆うように、押しボタンカバー２を備える。カバー板３は、押しボタンカバー２と一体成形し、筐体１に固定される。開口部４の内部には、押圧式のスイッチ５が配置される。押しボタンカバー２は、スイッチ５とは逆方向に突出するように成形される。ここで、押しボタンカバー２の突出した部分が、スイッチ５の直上に位置するように、押しボタンカバー２を配置する。

【0029】

押しボタンカバー２は、側面部２ａが、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状である。さらに、押しボタンカバー２は、押しボタンカバー２の上面部２ｂの内側から、スイッチ５の方向に向かって突出した、スイッチ５を押すための棒状の突起６を備える。

【0030】

また、筐体１は、シール材７を備える。カバー板３は、シール材７を介して、筐体１に固定される。さらに、カバー板３は、シール材７を介して筐体１に固定された状態において、スイッチ５の上方になる位置に、貫通孔を有する。当該貫通孔は、少なくとも、突起６の先端を貫通できる大きさであるものとする。

【0031】

以下、スイッチ機構１００の各部について、より詳細に説明する。

【0032】

筐体１は、凹状の開口部４を備え、水密な素材で構成される。さらに、筐体１は、カバー板３との接触面に、シール材７を備える。シール材７は、Ｏリング等を用いて実現し、水密な素材で構成されるものとする。また、筐体１において、カバー板３との接触面は、平滑面である。さらに、筐体１は、カバー板３との接触面に、ねじ穴等の凹部（図示せず）を備える。そして、筐体１と、カバー板３とを、シール材７を介して接着した上で、ねじ等を用いて、筐体１と、カバー板３とを接合する。シール材７として、Ｏリング等を用いることで、筐体１と、カバー板３とを水密に接合できる。

【0033】

開口部４は、凹状であり、内部に、押圧式のスイッチ５を配置する。スイッチ５は、筐体１の内部、又は筐体１の外部に配置された電気回路（図示せず）と接続する。

【0034】

押しボタンカバー２は、軟質材であり、水密な素材で構成される。さらに、押しボタンカバー２は、モールド成形、又は切削等による成形が可能である素材であるものとする。例えば、押しボタンカバー２の素材をクロロプレンゴムとし、金型等でモールド成形し、押しボタンカバー２を製作しても良い。

【0035】

ここで、押しボタンカバー２は、伸縮性を有する弾性材であって、水密な素材であれば良く、その素材は限定されない。例えば、押しボタンカバー２は、クロロプレンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンブタジェンゴム、アクリルニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム系ゴム、ブタジェンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、オキザイドゴム、フッ素ゴム、サーモプラスチックラバー等であっても良い。なお、以下の説明においては、押しボタンカバー２の素材を、クロロプレンゴムとして説明するが、これは、押しボタンカバー２の素材を限定する趣旨ではない。

【0036】

カバー板３は、剛体であり、所定の剛性を有し、水密な素材で構成される。例えば、カバー板３は、ステンレス等を用いて、構成されても良い。

【0037】

押しボタンカバー２、及びカバー板３の素材として、上記の素材を用い、加硫接着工程で成形し、押しボタンカバー２と、カバー板３とが一体化するよう成形する。具体的には、押しボタンカバー２とカバー板３との合わせ面に、加硫接着材を塗布し、押しボタンカバー２（ゴム）を加圧加熱し、所定の硬さに成形する。その結果、押しボタンカバー２とカバー板３とが一体化した状態で、押しボタンカバー２は所定の硬さに成形される。上記の通り、押しボタンカバー２と、カバー板３とを一体化して成形することで、水密に、押しボタンカバー２と、カバー板３と接合できる。

【0038】

従って、以上のようにして、押しボタンカバー２、及びカバー板３と、筐体１とを接合することで、スイッチ機構１００は、水密な構成を実現できる。

【0039】

次に、押しボタンカバー２の形状について、より詳細に説明する。

【0040】

上記の通り、押しボタンカバー２の突出した部分は、スイッチ５の直上に位置するように配置される。

【0041】

例えば、押しボタンカバー２は、上面が所定の面積を有する平面であることが好ましい。押しボタンカバー２の上面部２ｂが平面であることで、人がボタンを押しやすくなる。なぜなら、押しボタンカバー２の上面部２ｂが平面であることで、人がボタンを押した場合（即ち、上面に対して、下向きに、集中荷重が作用した場合）に、荷重が作用する方向が集中し、突起６を効率的に変位させることができる。

【0042】

また、押しボタンカバー２の上面部２ｂに集中荷重が作用していない状態において、突起６は、スイッチ５の上面に対向する先端面と、スイッチ５の上面との間に所定の空間を有する。そして、人がボタンを押した場合（即ち、上面に対して、下向きに、所定の集中荷重が作用した場合）には、突起６が下向きに変位し、スイッチ５を押圧するように、突起６の長さが設定され、スイッチ５が配置されているものとする。

【0043】

また、上記の通り、押しボタンカバー２の側面部２ａは、上方から下方に向かって外側に拡がる回転体状である。具体的には、押しボタンカバー２の側面部２ａは、押しボタンカバー２の上面部２ｂの中心から、スイッチ５の中心に向かって伸びる軸を、回転軸とする、回転体の少なくとも一部であることが好ましい。例えば、押しボタンカバー２の側面部２ａは、半球殻状、円錐形状、回転楕円体状等であっても良い。

【0044】

ところで、スイッチ機構１００を水中に配置した場合には、スイッチ機構１００に対して、水圧が作用する。特に、押しボタンカバー２に着目すると、押しボタンカバー２に対して、法線方向に、均一な水圧が作用する。ここで、押しボタンカバー２の側面部２ａが、上記の回転体状である場合、外側から作用した水圧に対して、応力の作用する方向が分散する。その結果、側面部２ａの変形量、及び突起６の変位量が抑制される。なお、側面部２ａの変形量、及び突起６の変位量を抑制するために、押しボタンカバー２は、所定の弾性係数、ポアソン比、厚みを有することが好ましい。

【0045】

さらに、スイッチ５の上面に対向する、突起６の先端面から、スイッチ５の上面までの距離は、押しボタンカバー２の上面部２ｂ及び側面部２ａに、所定の略均一な荷重（例えば、水圧）が作用した状態における、突起６の変位量より大きい。そして、押しボタンカバー２の上面部２ｂに、集中荷重が作用した状態における突起６の変位量と、上面部２ｂ及び側面部２ａに、略均一な圧力（例えば、水圧）が作用した状態における突起６の変位量とが異なる。そのため、押しボタンカバー２に、略均一な圧力（例えば、水圧）が作用した場合には、突起６はスイッチ５を押すのに十分に変位せず、スイッチ５が動作することを防止できる。なお、押しボタンカバー２に、略均一な圧力（例えば、水圧）が作用した場合に、突起６の変位により、スイッチ５が動作しないように、押しボタンカバー２の材料特性（弾性係数、ポアソン比等）、突起６の長さが設計されているものとする。

【0046】

次に、図を参照しながら、スイッチ機構１００の動作について、詳細に説明する。なお、以下の説明においては、押しボタンカバー２の側面部２ａが、半球殻状である場合を例示して説明する。

【0047】

図６は、スイッチ機構１００の一例を示す断面側面図である。図６は、図５と同様に、図４のＡ−Ａ断面図である。なお、図６に示す寸法の単位はｍｍであるものとする。

【0048】

図６に示すスイッチ機構１００において、押しボタンカバー２は、厚さ１．５［ｍｍ］のクロロプレンゴム製であり、側面部２ａの外半径４．５［ｍｍ］の半球殻状に成形されている。そして、図６に示すスイッチ機構１００において、突起６は、直径４［ｍｍ］の円柱状であり、上面部２ｂが、側面を構成する半球殻から露出して成形されている。つまり、図６に示すスイッチ機構１００において、押しボタンカバー２の上面部２ｂは、平面上の直径４［ｍｍ］の円状である。

【0049】

図７、図８、図９は、スイッチ機構１００の詳細な寸法の一例を示す寸法図である。図７は、スイッチ機構１００の上面の寸法の一例を示す寸法図である。図８は、図７のＡ−Ａ断面の寸法の一例を示す寸法図である。図９は、押しボタンカバー２、及びカバー板３の正面の寸法の一例を示す寸法図である。図７、図８、図９においては、寸法の単位は、ｍｍであるものとする。

【0050】

図７、図８、図９に示す通り、押しボタンカバー２は、カバー板３と接合部分を有する。図７に示す通り、押しボタンカバー２は、カバー板３との接合部分は、高さ２２［ｍｍ］、幅４２［ｍｍ］である。また、図９に示す通り、カバー板３は、厚さ１．５［ｍｍ］の平板である。なお、以下の説明においては、カバー板３の素材は、ステンレスであるものとする。

【0051】

次に、図７、図８、図９に示す寸法のスイッチ機構１００において、押しボタンカバー２の上面部２ｂに、集中荷重が作用する場合について説明する。

【0052】

図１０、図１１は、突起６の変位、及び、押しボタンカバー２の側面部２ａの変形に関する構造解析の解析条件、及び解析結果を示す。具体的には、図１０は、押しボタンカバー２の上面部２ｂに集中荷重を作用させる場合の解析条件を示す。また、図１１は、図１０の解析条件に基づいて、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）シミュレーションプログラムを用いて、有限要素法を利用した構造解析を行った場合の解析結果を示す。

【0053】

より具体的には、人の指等で、押しボタンカバー２の上面部２ｂを押さえた場合を想定して、解析条件として、押しボタンカバー２の上面部２ｂに３０［Ｎ］の集中荷重を作用させるものとする。そして、図１０に示す解析条件として、押しボタンカバー２は、素材がクロロプレンゴム６０°であり、弾性係数４３６１０００［Ｎ／ｍ^２］であり、ポアソン比０．４８である。カバー板３は、ステンレス（Ａ５０５２−Ｈ３２（ＪＩＳ規格））である。また、筐体１の周囲、四面はカバー板３で固定されているものとする。

【0054】

図１１に示す通り、図１０に示す解析条件に基づいて、押しボタンカバー２の上面部２ｂに３０［Ｎ］の集中荷重を作用させた場合、側面部２ａが扁平し、突起６は、荷重の作用する方向に、２．２４３［ｍｍ］変位する。

【0055】

次に、図７、図８、図９に示す寸法のスイッチ機構１００において、スイッチ機構１００に、均一な圧力（例えば、水圧）が作用した場合について説明する。

【0056】

図１２、図１３は、突起６の変位、及び、押しボタンカバー２の側面部２ａの変形に関する構造解析の解析条件、及び解析結果を示す。具体的には、図１２は、押しボタンカバー２の法線方向に、均一な圧力を作用させる場合の解析条件を示す。また、図１３は、図１２の解析条件で、ＣＡＥシミュレーションプログラムを用いて、有限要素法を利用した構造解析を行った場合の解析結果を示す。

【0057】

例えば、水深３０［ｃｍ］に、スイッチ機構１００を配置したとする。その場合、スイッチ機構１００に作用する圧力は、３０３９７５［Ｐａ］である。そこで、水深３０ｃｍに、スイッチ機構１００を配置した場合を想定して、解析条件として、スイッチ機構１００に、上方から下向きに、３０３９７５［Ｐａ］の圧力を均一に作用させるものとする。ここで、押しボタンカバー２、及びカバー板３の材料特性等は、図１０に示す解析条件と同一であるものとする。

【0058】

ここで、上記の通り、押しボタンカバー２の側面部２ａが、半球殻状である場合、外側から、法線方向に均一に作用した荷重に対して、応力の作用する方向が分散する。その結果、図１３に示すように、押しボタンカバー２の変形は抑制され、突起６の変位も抑制される。そのため、図１３に示すように、図１２に示す解析条件に基づいて、スイッチ機構１００に、上方から下向きに、３０３９７５［Ｐａ］の圧力が均一に作用した場合、突起６は、０．６９０［ｍｍ］変位する。

【0059】

さらに、図１３に示すように、図１２に示す解析条件に基づいて、スイッチ機構１００に、均一な圧力（例えば、水圧）が作用した場合、押しボタンカバー２の側面部２ａは変形しない。さらに、図１３に示すように、図１２に示す解析条件に基づいて、スイッチ機構１００に、均一な圧力（例えば、水圧）が作用した場合、押しボタンカバー２の上面部２ｂに３０［Ｎ］の集中荷重を作用させた場合に比べ、突起６の変位量は、十分に小さい変位量になる。

【0060】

例えば、上記の材料特性、及び寸法のスイッチ機構１００において、突起６の先端と、スイッチ５の上面との距離とが、２［ｍｍ］であるとする。その場合に、押しボタンカバー２の上面部２ｂに３０［Ｎ］の集中荷重が作用した場合、図１１に示す通り、突起６は２．２４３［ｍｍ］変位し、突起６が、スイッチ５を押圧できる。一方、水深３０ｃｍに、スイッチ機構１００を配置し、上方から下向きに、３０３９７５［Ｐａ］の圧力が均一に作用したとする。その場合には、図１３に示す通り、突起６の変位量は、０．６９０［ｍｍ］であるため、突起６が、スイッチ５に接触しない。

【0061】

従って、人が、押しボタンカバー２の上面部２ｂを、指等で押した場合には、スイッチ５が動作する。しかし、水深３０ｃｍに、スイッチ機構１００を配置した状態において、人が、押しボタンカバー２の上面部２ｂを押さない場合には、スイッチ５は動作しない。

【0062】

以上のように、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、上記の形状、及び材料特性を備える場合、押しボタンカバー２の上面部２ｂに、集中荷重が作用した場合の変形状態と、押しボタンカバー２に、均一な圧力が作用した場合の変形状態とが異なる。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水密に構成されている。そのため、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中に配置しても、スイッチ５が誤って押されることを防止できる。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００においては、人がボタンを押した場合には、容易に、スイッチ５を動作させることができる。従って、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献する。特に、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、使用を想定する水深において、適切に使用可能であり、容易に操作可能なスイッチを実現することに貢献する。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、突起６の先端とスイッチ５の上面との間の間隙の量を変えることで略均一な圧力が作用した場合に突起の変位によりスイッチが動作しないようにすることが可能である。

【0063】

また、本実施形態に係るスイッチ機構１００においては、スイッチ５を押すための突起６を備える押しボタンカバー２と、カバー板３とを、モールド成形等を利用して、一体化して成形する。従って、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、容易かつ、効率的に製作できる。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、押しボタンカバー２と、カバー板３とを一体化して製作することで、水密性を向上させることができる。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水密性を向上させ、水圧の影響による誤作動を防止することで、保守性、信頼性を向上させることに貢献する。

【0064】

また、本実施形態に係るスイッチ機構１００においては、押しボタンカバー２と一体化したカバー板３を、シール材７を介して、筐体１に接着する。そして、本実施形態に係るスイッチ機構１００においては、カバー板３と、筐体１とをねじ等を用いて、容易に固定できる。そのため、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、容易に製作可能である。従って、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中で使用可能である、押圧式スイッチの生産性向上に貢献する。

【0065】

また、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、構成が簡易であり、小型の機器に搭載可能である。従って、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中で使用可能である、押圧式スイッチの小型化、軽量化、及び回路構成の簡易化を実現することに貢献する。さらに、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、リサイクル可能な素材（ステンレス、ゴム等）を用いて実現可能であり、資源の再利用性を向上することにも貢献する。

【0066】

本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中で電気の入り切りを行う必要のある機器に、適用可能である。例えば、本実施形態に係るスイッチ機構１００は、水中カメラ、集中照明機器、各種センサ、水中ロボット等に適用可能であり、スイッチ機構１００を実装する機器に関して、その種類は問わない

【0067】

なお、上記の材料特性、寸法は一例であり、スイッチ機構１００の材料特性、寸法を限定する趣旨ではない。上記の機能を実現できれば、スイッチ機構１００を構成する部材の材料特性、寸法については適宜設計可能である。スイッチ機構１００を実装する機器、スイッチ機構１００の使用環境（スイッチ機構１００の使用が想定される水深）等に応じて、材料特性、寸法を変更しても良いことは勿論でなる。

【0068】

上述の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

【0069】

（付記１）上記第１の視点に係るスイッチ機構の通りである。

【0070】

（付記２）前記押しボタンカバーの上面部に、集中荷重が作用した状態における前記突起の変位量と、前記上面部及び前記側面部に、前記略均一な荷重が作用した状態における前記突起の変位量とが異なる、付記１に記載のスイッチ機構。

【0071】

（付記３）前記側面部は、前記押しボタンカバーの前記上面部の中心から、前記スイッチの中心に向かって伸びる軸を回転軸とする、回転体の少なくとも一部である、付記１又は２に記載のスイッチ機構。

【0072】

（付記４）前記筐体は、シール材をさらに備え、前記カバー板は、前記シール材を介して前記筐体に固定されるとともに、前記カバー板は、前記シール材を介して前記筐体に固定された状態において、前記スイッチの上方になる位置に、貫通孔を有し、前記貫通孔は、少なくとも前記突起の先端を貫通できる大きさである、付記１乃至３のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【0073】

（付記５）前記カバー板は剛体であり、所定の剛性を有する、付記１乃至４のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【0074】

（付記６）水密に構成される、付記１乃至５のいずれか一に記載のスイッチ機構。

【0075】

（付記７）上記第２の視点に係るスイッチ機構の製造方法の通りである。

【0076】

（付記８）前記側面部を回転体状に成形する工程において、前記押しボタンカバーの前記上面部の中心から、前記スイッチの中心に向かって伸びる軸を回転軸とする、回転体の少なくとも一部となる、前記側面部を形成する、付記７に記載のスイッチ機構の製造方法。

【0077】

（付記９）前記押しボタンカバーとカバー板とを一体成形する工程において、前記押しボタンカバーと、前記カバー板とを、モールド成形して一体化する、付記７又は８に記載のスイッチ機構の製造方法。

【0078】

（付記１０）前記筐体にシール材を配置する工程と、前記シール材を介して、前記カバー板を前記筐体に固定する工程と、前記カバー板を、前記シール材を介して前記筐体に固定した場合に、前記スイッチの上方となる位置に、少なくとも、前記突起の先端を貫通できる大きさの貫通孔を形成する工程と、を含む付記７乃至９のいずれか一に記載のスイッチ機構の製造方法。

【0079】

なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0080】

１、１００２ 筐体
２、１００４ 押しボタンカバー
２ａ 側面部
２ｂ 上面部
３、１００５ カバー板
４、１００１ 開口部
５、１００３ スイッチ
６、１００６ 突起
７ シール材
１００、１０００ スイッチ機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】