(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下,図面を参照して,実施形態を詳細に説明する。
図1は、実施形態に係る電子機器10を分解した状態を表す分解斜視図である。
電子機器10は,情報入出力機器(例えば、AI(Artificial Intelligence:人工知能)スピーカ)であり、通信機能、入力機能(音声入力、スイッチ入力)、出力機能(音声出力)、発光機能を有する。電子機器10は、ネットワークに接続し、音声あるいはスイッチでの入力に応じて、種々の音声(天気予報などの音声情報、音楽)を出力する。
【0008】
電子機器10は,略円柱形状の外形を有し、本体部11,スイッチ機構12を有する。
本体部11は、電子機器10の主要な構成要素であり、ケース13,スピーカ部14,基体15を有する。
ケース13は、電子機器10の外装(外箱)であり、筒形状を有する。ケース13中に、他の要素(スピーカ部14,基体15、スイッチ機構12)が格納される。ここでは、ケース13は、円筒形状であるが、角筒形状など他の形状を採用してもよい。
【0009】
スピーカ部14は、スピーカを有し、音声を出力する。
基体15は、スイッチ機構12を保持する。
基体15の下に、電子機器10の動作に必要なCPU(Central Processing Unit、プロセッサ)、メモリ、通信用カードなどが格納される。メモリはプログラムを保持し、CPUはこのプログラムによって動作する。通信用カードは、有線または無線(例えば、WiFi)によって、ネットワーク(インターネットを含む)に接続する。
【0010】
スイッチ機構12は、台座20,シーソー部材30,基板40,基板保持部材50,カバー部材60,シート部材70を有する。基体15上に、台座20,シーソー部材30,基板40,基板保持部材50,カバー部材60,シート部材70が順に配置(積層)される。なお、台座20,シーソー部材30,基板保持部材50,カバー部材60は、例えば、プラスチックの射出成形で作成できる。
図2は、スイッチ機構12の断面を表す断面図である。
図3A,
図3Bはそれぞれ、台座20を上方および下方から見た状態を表す斜視図である。
【0011】
台座20は、有底の略円筒形状であり、基体15上に配置、固定される。後述のように、シーソー部材30,基板40,基板保持部材50,カバー部材60,シート部材70は、互いに固定され、台座20および基体15に対して、一体的に傾斜可能である。
台座20は、底板21,側板22,脚23,突起24、係合部25,26を有する。
【0012】
底板21は、略円板状の板部材であり、アーチ部27,凹部28を有する。
アーチ部27は、略上に凸のアーチ状部材であり、アーチ形状(上面、下面、共に上に凸の曲面、円形の外周の板形状)を有する。
アーチ部27の下方にリブ(補強部材)27Aが配置される。ここでは、略板形状を有する4つのリブ27Aが、アーチ部27底面の中央近傍で接続され、それぞれアーチ部27の周に向かって配置される。リブ27Aの上端はアーチ部27の下面に接続され、下端は底板21の下面と略同一の高さを有する。
ここでは、4つのリブ27Aが配置されるが、その個数は適宜に変更できる(例えば、2個または3個)。
【0013】
凹部28は、アーチ部27の中央に配置される。凹部28に後述のシーソー部材30の突起35が挿入される。シーソー部材30(カバー部材60)の外周近傍(例えば、後述のシート部材70のマーク71のいずれか)が押圧されると(押圧操作)、突起35を支点として、シーソー部材30の傾きが変化する。このとき、突起35が凹部28を押圧する。
【0014】
前述のように、凹部28は、アーチ形状を有するアーチ部27に配置される。この結果、凹部28が押圧されたときに、アーチ部27の沈み込みが回避される。すなわち、底板21、あるいはアーチ部27の板厚を大きくしなくても、大きな剛性を確保できる。この結果、押圧操作によって、後述の基板40のスイッチ43を安定して入り切りできる。
リブ27Aは、アーチ部27を補強し、凹部28が押圧されたときのアーチ部27の沈み込みをさらに抑制する。
【0015】
側板22は、ケース13の内面に対向して配置される。側板22は、その外周に配置される複数の突起22Aを有する。この突起22Aは、ケース13の内面に近接(あるいは当接)し、台座20の安定した保持に寄与する。突起22A間の間隙は、ケース13内からの放熱に寄与する。
【0016】
複数(ここでは、4つ)の脚23は、基体15上に台座20を保持する。
突起24は、基板40のスイッチ43に対向して配置され、押圧に応じて基板40が傾いたときに、スイッチ43を押圧、切り替える。基板40が傾斜することで、いずれかのスイッチ43が下がり、突起24を押す。相対的に見れば、突起24がスイッチ43を押圧することになる。
ここでは、4つの突起24が4つのスイッチ43と対向している。
【0017】
係合部25は、後述のシーソー部材30の脚下部37と係合する。ここでは、係合部25は、突起24の下部に形成された切り欠きである。なお、係合部25の位置、形状等は適宜に変更してもよい。
【0018】
底板21上、係合部25の両側に止め部材Sおよび位置決め部材Tが配置される。止め部材Sは係合部25の近傍に、位置決め部材Tは係合部25から離間して配置される。なお、この詳細は後述する。
【0019】
係合部26は、後述の基板保持部材50の係合片54と係合する。ここでは、係合部26は、底板21の外周近傍に形成された切り欠きである。
【0020】
図4A,
図4Bはそれぞれ、シーソー部材30を上方および下方から見た状態を表す斜視図である。
既述のように、シーソー部材30は、押圧操作によって、基板40,基板保持部材50,カバー部材60,シート部材70と一体となって傾く。
シーソー部材30は、基部31,腕32(32A,32B)、接続部33(33A,33B)、脚34を有する。
【0021】
基部31は、略円板形状の部材であり、下面に突起35を有する。
突起35は、台座20の凹部28に挿入され、支点として機能する。すなわち、押圧操作時に突起35を中心として、シーソー部材30の傾きが変化する。このとき、シーソー部材30は、いわゆるシーソーのように動く。シーソー部材30の外周近傍のいずれか(例えば、接続部33のいずれか)が押圧されて下がった場合、その逆側(例えば、押圧された接続部33と反対側の接続部33)が上がることになる。
【0022】
基部31,腕32(32A,32B)、接続部33(33A,33B)は、押圧によって、支点(突起35)を軸(中心)として傾斜する傾斜部として機能する。
【0023】
図4Aに示すように、押圧によって、シーソー部材30を角度θ傾斜することができる(基部31の中心軸がC0からC1に変化)。このとき、押圧の箇所に応じて、傾斜の方位Φを変更できる。なお、この図では、方位の基準L0に対して、方位角Φの接続部33Aが押圧されたとしている。
【0024】
突起35は、少なくともその先端が中心軸C0(台座20とシーソー部材30の積層方向)を軸とする略回転体曲面形状(例えば、略球状)であることが、好ましい。略回転体とすることで、傾斜の方位Φの選択の自由度が大きくなる。すなわち、中心軸C0を軸とする全方位Φに、傾斜が可能となる。
一方、台座20の凹部28は、突起35と対応する略回転体曲面形状(例えば、球状凸面)を有し、凹部28内に突起35の先端が挿入された状態で、突起35(シーソー部材30)の傾きを変更できる。
【0025】
ここでは、突起35は、その先端(下端)35Aが略球面形状であり、その上部は球面よりやや尖った略回転楕円体形状を有する。先端35Aが略球面形状であることで、全方位Φ(360°)でのシーソー部材30の傾斜が容易となる。
【0026】
ここでは、台座20、シーソー部材30それぞれに凹部28、突起35が配置されているが、この逆に、台座20、シーソー部材30それぞれに突起35、凹部28を配置してもよい。この場合、シーソー部材30の凹部28を支点として、シーソー部材30の角度(傾き)を変更できる。
【0027】
腕32(32A,32B)は、基部31と接続部33を接続する部材である。この腕32および基部31は、脚34より剛性が大きい。このため、腕32および基部31の少なくとも一部は、脚34(後述の脚上部36)より、肉厚となっている。この結果、基部31,腕32は、一体的に傾く。一方、脚34(脚上部36)は、基部31の傾きに応じて、弾性的に変形する。
【0028】
ここでは、腕32は、その一部(その中心軸近傍)を肉厚としている。腕32全体を肉厚とする場合に比べ、平均肉厚を小さくしても、剛性を保つことが可能となり、使用材料の量を低減できる。
【0029】
一対の腕32Aおよび32Bがそれぞれ、基部31の反対側に配置される。この結果、シーソー部材30(腕32)がバランスを保った状態で傾斜することが容易となる。
【0030】
但し、必ずしも一対の腕32が互いに反対側に配置されなければならない訳では無い。例えば、3つの腕32を3方向に配置することも可能である。すなわち、必要に応じて、腕32の個数を1以上の適宜の個数とすることができる。このとき、腕32の個数に応じて、スイッチ43の個数を適宜に増減できる。
【0031】
台座20の突起24は、腕32の間に配置される。すなわち、腕32と突起24が配置される方位をずらしている。この結果、基板40上に、腕32と接続される接続部(後述の貫通孔44A、44B)およびスイッチ43を適宜に分散して配置することが容易となる。
【0032】
接続部33(33A,33B)は、腕32(32A,32B)の端部の上面に固定され、基板40およびシート部材70に固定される。
接続部33Aは、後述の基板40の貫通孔44Aを通るネジB1によって、基板40に固定される。
【0033】
一方、接続部33Bは、後述のカバー部材60のネジ穴68および基板40の貫通孔44Bを通るネジB2によって、カバー部材60および基板40に固定される。このとき、カバー部材60と基板40の間に基板保持部材50の上板51が挟み込まれるので、接続部33Bは、基板40、基板保持部材50、カバー部材60に固定されることになる。
【0034】
脚34は、脚上部36,脚下部37,脚中間部38を有し、シーソー部材30を台座20の底板21の上に載置する。
脚上部36は、弾性部材であり、基部31に接続される。
既述のように、シーソー部材30(基部31、腕32,接続部33)は、底板21上に載置された状態で、その傾きを変えることができる。このとき、特に脚上部36が弾性変形することで、シーソー部材30を台座20の底板21の上に載置した状態が保たれ、シーソー部材30の安定した動き(傾斜)が可能となる。
【0035】
脚下部37(第1の係合部)は、脚中間部38を介して腕32に接続され、台座20の底板21上に配置されると共に、台座20の係合部25(第2の係合部)と係合する。
台座20上にシーソー部材30を配置し、左に回転すると、係合部25(切り欠き)の中にシーソー部材30の脚下部37が入り、台座20の止め部材Sに当たって停止する。止め部材Sは、脚下部37の側部と当接して、脚下部37がさらに左に回転して、係合部25(切り欠き)内から外れることを防止する。
なお、台座20の位置決め部材Tは、シーソー部材30を回転する前に、シーソー部材30の脚下部37の位置決めに用いられる。
【0036】
図5A,
図5Bはそれぞれ、基板40を上方および下方から見た状態を表す斜視図である。
基板40は、集積回路、配線等を有する回路基板であり、略円板形状を有し、発光素子41,集音素子42,スイッチ43,貫通孔44A,44Bを有する。
【0037】
発光素子41は基板40の上面に配置される。発光素子41は、電気で発光する例えばLEDである。
集音素子42は、基板40の下面に配置される。集音素子42は、音声を電気信号に変換するマイクであり、内側(基板40側)にマイク穴(図示せず)を有する。集音素子42は、外部の音声を基板40の上面の開口45およびマイク穴を介して受け取り、電気信号に変換する。
スイッチ43は、例えば、ボタン式スイッチである。スイッチ43は、基板40の下面に配置され、台座20の突起24によって押圧され、スイッチが切り替わる。
【0038】
図6は、基板保持部材50を上方から見た状態を表す斜視図である。
基板保持部材50は,基板40を保持固定する部材であり、上板51,側板52、脚53,係合片54を有する。
上板51は、略ドーナツ状円板であり、基板40の外周近傍を上から押さえ、保持する。上板51は、基板の外周を保持する外周部として機能する。
【0039】
上板51は、内周に沿って突出部55を有する。これら突出部55は、後述のカバー部材60の係合部63と係合する。すなわち、突出部55(凸部)は、係合部63(凹部)と対応する形状を有し、互いに嵌まり合うことで、基板保持部材50とカバー部材60間での回転が規制される。
ここでは、4つの略円弧形状、および2つの角形状の突出部55が配置されているが、突出部55の形状、個数は適宜に設定できる。
【0040】
側板52は、基板40の外周に対応する内周を有し、基板40の外周を覆う。
脚53および係合片54は、外周部に接続される第3の係合部として機能する。また、台座20の係合部26(切り欠き)は、第3の係合部と前記基板の傾斜が可能に係合する第4の係合部として機能する。
【0041】
また、側板52は、後述のように、カバー部材60の上板61の外周側面に対向する内周側面を有する。側板52は、カバー部材60の上板61の外周側面から出射される光をこの内周側面で受けて、外周側面から放射(拡散)する(導光)。このため、側板52(あるいは基板保持部材50)は透光性の材料から構成することが好ましい。
なお、側板52の外周側面は、
図2に示すように、斜め上方を向いていることが好ましい。外周側面から放射する光によって、シート部材60の上面を照らすことが容易となる。
【0042】
脚53は、側板52から下方に延伸し、台座20の係合部26(切り欠き)に挿入される。
係合片54は、基板保持部材50が上方に引き抜かれることを防止する係止手段である。
【0043】
ここで、基板40が傾斜していないとき、係合片54は台座20の底板21の下面から離間している。基板40の傾斜に応じて、係合片54と底板21の下面間の距離が変化する。すなわち、係合片54と底板21の下面間に適度の遊びがあることで、台座20から基板40等が外れることを防止し、かつ基板40等が傾斜することを可能としている(基板40を上方に引くと引っかかる一種の引っ掛け構造)。
【0044】
シーソー部材30、基板40が順に積層された台座20上に、基板保持部材50を配置し、係合部26(切り欠き)に脚53,係合片54を通す。この状態で、基板保持部材50を右に回転すると、係合片54が係合部26(切り欠き)の無い底板21の下に移動する。そして、脚53が係合部26(切り欠き)の内壁に当接することで停止する。すなわち、基板保持部材50のさらなる右回転が制限される。このとき、係合片54が係合部26(切り欠き)の無い底板21の下にあることで、基板保持部材50が上方に引き抜けなくなる。
【0045】
既述のように、シーソー部材30は台座20に対して、ある程度左に回転すると、それ以上の左回転が規制される。これに対して、基板保持部材50は右回転が規制される。すなわち、シーソー部材30、台座20(第1、第2の係合部)の係合方向と、基板保持部材50、台座20(第3、第4の係合部)の係合方向が、逆方向である。
この結果、シーソー部材30と基板保持部材50が固定されれば、台座20に対して左右いずれにも回転が規制されることになる。
以上では、シーソー部材30と台座20間、基板保持部材50と台座20間それぞれで、左回転および右回転が規制されていたが、この逆でも差し支えない。
【0046】
図7は、カバー部材60(天板)を下方から見た状態を表す斜視図である。
カバー部材60は、透光性の部材(例えば、ガラス、プラスチック)からなる略円板形状を有し、上板61,凸部62,係合部63,レンズ部66,開口67,ネジ穴68を有する。
【0047】
上板61は、基板保持部材50の上板51上に置かれ、基板40を覆う。
凸部62は、上板61の外周に沿って、その内側に形成される略ドーナツ状の平板形状を有する。凸部62は、基板保持部材50の上板51の内周内に突出して、基板40と近接または接触する。凸部62が基板40と近接または接触することで、基板40上の発光素子41からの光,集音素子42への音声の伝達効率を向上できる。
【0048】
係合部63は、上板61と凸部62の境界が、上板61の内側に向かって突き出た領域(凸部62から見れば凹部)である。既述のように、係合部63は、基板保持部材50の突出部55と係合して、基板保持部材50とカバー部材60間での回転を規制する。すなわち、カバー部材60は、基板40上に配置され、上板51(外周部)に係合する。
ここでは、突出部55と対応して、4つの略円弧形状、および2つの角形状の係合部63が配置されているが、係合部63の形状、個数は適宜に設定できる。
【0049】
レンズ部66は、凸部62上に球面状の凹面(凹レンズ)が形成された領域である。レンズ部66は、基板40の発光素子41と近接、対向して配置され、発光素子41からの光を広げて、凸部62内に導入する。レンズ部66は、発光素子41からの光を拡散する拡散部として機能する。
凸部62に導入された光は、上板61の側面から出射し、基板保持部材50の側板52にその内周側面から入射し、その外周側面および上面から出射する。すなわち、上板61(および基板保持部材50の側板52)は、拡散部で拡散された光を放射する放射部として機能する。
この光は、後述のシート部材70のマーク71を照らし、暗所での操作を容易とする。
【0050】
開口67は、基板40の集音素子42に対応して配置され、外部からの音声が集音素子42に容易に到達するようにする。
ネジ穴68は、ネジB2を通し、基板40の貫通孔44B、シーソー部材30の接続部33Bに固定される。
【0051】
図8は、シート部材70の上面図である。
シート部材70は、カバー部材60の上面に粘着剤等で固定され、マーク71,貫通孔72を有する。
このシート部材70は、透光性、非透光性のいずれとしてもよい。シート部材70を非透光性としても、基板保持部材50の側板52の外周側面等から出射(放射、拡散)する光によって、シート部材70の上面を照らすことができる。
【0052】
マーク71はスイッチ43に対応して配置される。すなわち、押圧したマーク(ボタン)71に対応するスイッチ43が入る。ここでは、4つのスイッチ43(4つの機能、すなわち、マルチ機能、マイクミュート、音量増加、および音量低減)に対応して、4つのマーク(ボタン)71が示される。
マルチ機能ボタン(ファンクションボタン)は、適宜の機能を実現できる。例えば、電子機器10を外部機器と無線接続可能とするための関連付け(ペアリング)に利用できる。
マイクミュートボタンは、集音素子42による集音を停止するためのボタンである。
音量増加、音量停止のボタンは、スピーカ部14から出力される音声の大きさを増減するためのボタンである。
【0053】
貫通孔72は、カバー部材60の開口67と連通し、集音素子42への音声の伝達を容易とする。
【0054】
(組立手順)
以下、電子機器10の組立(本体部11へのスイッチ機構12の取り付け)の手順を示す。
A.台座20の取り付け
本体部11の基体15上に台座20を載置する(
図9参照)。このとき、必要に応じて、台座20は本体部11にネジ等で固定できる。
【0055】
B.シーソー部材30の取り付け
(1)シーソー部材30の載置
台座20上にシーソー部材30を載置する(
図10A参照)。このとき、シーソー部材30の脚下部37が台座20の突起24と位置決め部材Tの間に配置される。
【0056】
(2)シーソー部材30の回転
台座20上のシーソー部材30を左に回転する(
図10B参照)。この回転によって、シーソー部材30の脚下部37が台座20の係合部25(切り欠き)に挿入され、止め部材Sに当接して回転が止まる。
【0057】
C.基板40の取り付け
シーソー部材30上に基板40を載置し、ネジ(ビス)B1で固定する(
図11参照)。基板40の貫通孔44AにネジB1の軸を通し、シーソー部材30の接続部33にネジ止めする。
基板40は、シーソー部材30に取り付けられている。しかし、この段階では基板40およびシーソー部材30を右に回転すると、上方に取り出すことが可能である。
【0058】
D.基板保持部材50の取り付け
(1)基板保持部材50の載置
基板40上に基板保持部材50を載置する(
図12A,
図12B参照)。基板保持部材50の脚53を台座20の係合部26(切り欠き)に挿入する。この結果、基板40の外周近傍が基板保持部材50の上板51に保持される。
【0059】
(2)基板保持部材50の回転
基板保持部材50を右に回転する(
図13A,
図13B参照)。この回転によって、基板保持部材50の脚53が係合部26(切り欠き)内を移動し、その内壁に当接することで停止する。このとき、係合片54が係合部26(切り欠き)の無い底板21の下にあることで、基板保持部材50が上方に引き抜けなくなる。
【0060】
E.カバー部材60の取り付け
基板保持部材50にカバー部材60を載置し、取り付ける(
図14参照)。基板保持部材50の係合片54にカバー部材60の係合部63を係合させ、ネジB2で固定する。カバー部材60のネジ穴68および基板40の貫通孔44BにネジB2の軸を通し、シーソー部材30の接続部33Bにネジ止めする。
【0061】
この結果、基板40は、シーソー部材30および基板保持部材50の双方に固定され、回転できなくなる。仮に、シーソー部材30および基板保持部材50が互いに固定されていなければ、これら自体はそれぞれ、右回転、左回転して、台座20から取り外すことができる。
しかし、ここではシーソー部材30および基板保持部材50がネジB2で固定されている。このため、シーソー部材30および基板保持部材50は回転できない。すなわち、左回転が規制されるシーソー部材30と右回転が規制される基板保持部材50が固定されることで、右、左いずれも回転もできなくなり、基板40が台座20に安定して保持される。
【0062】
F.シート部材70の取り付け
粘着剤等を用いて、カバー部材60上にシート部材70が取り付けられる(
図15参照)。
【0063】
以上のように、本実施形態は次のような特徴を有する。
シーソー部材30の腕32(32A,32B)が中央の突起35を支点として、傾斜できる。一方、シーソー部材30、基板40,基板保持部材50,カバー部材60が固定される。
このため、カバー部材60(天板)を押圧すると、シーソー部材30、基板40,基板保持部材50,カバー部材60が中央の突起35を支点として、一体的に傾く。
【0064】
基板40が傾くことで、基板40のスイッチ43が台座20上の突起24によって押圧される。スイッチ43を基板40の下面に配置し、台座20上の突起24によって、間接的に押圧できる。
【0065】
このとき、基板40とカバー部材60(シーソー部材30)は互いに固定され、距離は一定である。このため、基板40が傾斜しても、発光素子41,集音素子42の機能(集音、発光機能)を維持できる。
【0066】
カバー部材60を押圧する箇所を変更することで、基板40が傾斜する方位Φを変更し、押圧するスイッチ43(例えば、4つ)を選択できる。
【0067】
シーソー部材30の突起35が係合する台座20の凹部28をアーチ部27に配置している。支点の押圧が印加される箇所をアーチ構造とすることで、省スペース、かつ高強度とした。すなわち、支点の沈み込みを抑制し、シーソー部材30の動作の確実が図られる。
【0068】
シーソー部材30の腕32(32A,32B)の先端で基板40を固定している。基板40の中央に支点の応力が印加されることが回避される。基板40の中央への部品、配線の配置が可能となり、基板40への負荷、制約を回避している。
【0069】
シーソー部材30は、脚34によって弾性的に台座20上に載置される。腕32(32A,32B)が傾いても、脚34が弾性変形することで、シーソー部材30は、台座20上に安定的に載置される。
【0070】
シーソー部材30、基板40,カバー部材60は、基板保持部材50に固定され、基板保持部材50の係合片54によって、台座20の係合部63と、傾斜可能に係合される(引っ掛け構造)。既述のように、係合片54と底板21下面間に適度の遊び(間隔)があることで、基板40等の傾斜が可能となり、かつ台座20から基板40等が外れることが防止される。
【0071】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが,これらの実施形態は,例として提示したものであり,発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は,その他の様々な形態で実施されることが可能であり,発明の要旨を逸脱しない範囲で,種々の省略,置き換え,変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は,発明の範囲や要旨に含まれるとともに,特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。