防水スイッチ構造

【課題】陸上でも水中でも軽快な一定の押動操作が可能であると同時に極めて高い防水性を得ることができる防水スイッチ構造を提供すること。
【解決手段】内板２ｃに設けた連通穴２ｅに弾性膜１６を水密可能に被着し、内板２ｃの外方に設けた外板２ａに弾性膜１６を押動する押釦５を非水密に設け、弾性膜１６の裏面に当接し該弾性膜１６を介して押釦５の押動で揺動するレバー１５と該レバー１５の揺動で動作可能なスイッチ１７とを内板２ｃの内方に設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防水スイッチ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の防水スイッチ構造は、筐体内に設けたスイッチを外部から操作可能に押釦を筐体に設けると共に、筐体内への水の浸入を防ぐために、押釦と筐体との間にＯリングなどのシール材が圧潰されるように介装した構成が一般的である（例えば特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００６−１５６１１３公報
【特許文献２】特開２００６−１５６１１４公報
【特許文献３】特開２００６−１５６１１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の防水スイッチ構造は、Ｏリングなどのシール材の圧潰量を多くした押釦の取付けにより防水性を向上させていることから、その反動として、押釦を押し動かす力、すなわち作動力が大きくなってしまい、操作感を悪くする原因になっていた。
また、上述した先行技術文献１〜３に記載された従来の防水スイッチ構造は、水圧により不用意に押釦が操作されないように、水圧を利用して押釦を押し戻す機構や、水圧に応じた力量を発生するパワーゴム膜で押釦を押し戻す機構の防水スイッチ構造が記載されているものの、押釦と筐体とのシール構造自体は、Ｏリングを用いた従来のシール構造であることから、防水性を高めれば高めるほど押釦の操作感が悪くなっていた。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる防水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】
【０００４】
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる防水スイッチ構造は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる防水スイッチ構造は、内板に設けた連通穴に弾性膜を水密可能に被着し、前記内板の外方に設けた外板に前記弾性膜を押動する押釦を非水密に設け、前記弾性膜の裏面に当接し該弾性膜を介して前記押釦の押動で揺動するレバーと該レバーの揺動で動作可能なスイッチとを前記内板の内方に設けて成ることを特徴とする。
請求項２にかかる防水スイッチ構造は、請求項１において、前記レバーは、その長手方向中心が前記弾性膜の中心に位置するように設けると共に、その長手方向中心を枢支部としたことを特徴とする。
請求項３にかかる防水スイッチ構造は、請求項１において、前記弾性膜は、前記内板に所要の間隔をおいて二つ設け、前記レバーは、夫々の前記弾性膜の裏面中央部に当接可能に弾性膜同士間を跨ぐように形成すると共に、その長手方向中心を枢支部としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、Ｏリングなどのシール構造を採らずに外板に非水密に押釦を設けたことで、押釦はＯリングなどのシール構造に起因した作動力の増加がないから、陸上でも水中でも軽快な一定の押動操作ができ、極めて好適な操作感を得ることができる。しかも、その押釦から内部へ水が浸入しても、連通穴に弾性膜を水密可能に被着した内板が、その浸入した水をスイッチ側へ流れ込むのを阻止するから防水性が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明にかかる防水スイッチ構造の実施の形態を説明する。本実施の形態にかかる防水スイッチ構造は、図１及び図２に示したように、デジタルカメラ１の操作部に適用したものを例示している。図３及び図４は実施の形態１を、図５は実施の形態２を、図６は実施の形態３を、図７は実施の形態４を夫々例示している。
各実施の形態の説明の前に、本実施の形態にかかる防水スイッチ構造を適用したデジタルカメラ１の概略を、図１及び図２を参照しながら説明する。
このデジタルカメラ１は、陸上での使用の他、水中使用が可能なもので、デジタルカメラ１内部への水の浸入を防ぐ筐体２を備えている。
その筐体２は、前カバー２ａと、その前カバー２ａの内側に配設された前内カバー２ｃと、前カバー２ａと水密可能に係合された後カバー２ｂと、その後カバー２ｂの内側に配設され前内カバー２ｃと水密可能に係合された後内カバー２ｄとを備えてなる。
【０００７】
デジタルカメラ１の正面には、中央部に焦点距離可変のズーム光学系として構成された撮影光学系３が、右上部には照明光を照射するためのストロボ発光部４が配置されている。
デジタルカメラ１の上面には、撮影者が右手の人差し指などで押動可能な所要の位置に、撮影動作を指示入力するためのレリーズ釦５と、デジタルカメラ１の電源をオン／オフするための電源釦６と、デジタルカメラ１の動作モードを例えば静止画撮影モード／動画撮影モード／音声記録モードなどに切り換え操作するためのモード切換ダイヤル７と、外部ストロボなどを取り付けるためのアクセサリーシュー８がそれぞれ配置されている。
デジタルカメラ１の背面には、右上角部に撮影光学系の焦点距離をテレ側とワイド側とへ変更するためのズーム釦９と、左側には撮影した静止画／動画を表示したり、デジタルカメラ１に係わる各種の情報を表示したりするための表示画面１０と、その間には、再生モードに切り換えたり、デジタルカメラ１の撮影設定を変更したり、撮影した画像を消去したり、表示画面１０の表示内容を変更したりする複数のモード釦１１が配置されている。なお、上述した表示画面１０は、例えばＴＦＴ等で構成される表示素子１０ａであり、その表示素子１０ａをアクリル製部材１０ｂで水密可能に被装されている。
さらに、筐体２内には電子基板等（図示せず）が実装されおり、上述したようなデジタルカメラ１の外面に設けた各種釦やダイヤル等と電気的に接続されて、デジタルカメラ１として機能するようになっている。
【０００８】
本実施の形態では、前記防水スイッチ構造を、上述した各構成要素のうち、レリーズ釦５、ズーム釦９、モード釦１１に適用した例を示しており、以下、各態様を詳述する。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる防水スイッチ構造は、レリーズ釦５に適用したもので、前内カバー（内板）２ｃと、弾性膜１６と、前カバー（外板）２ａと、レリーズ釦（押釦）５と、レバー１５と、レリーズスイッチ１７とを備えて構成されている。
前内カバー（内板）２ｃは、上述したように、後内カバー２ｄと水密可能に係合され、レリーズ釦５の配設部となる上面の位置に連通穴２ｅが設けられている。この連通穴２ｅは、上部が座繰られて座繰り面２ｆが形成された平面視矩形状の一段の段付穴になっている。なお、平面視の穴形状は限定されない（後述する実施の形態３は平面視円形状の連通穴２ｎを例示）。
弾性膜１６は、座繰り面２ｆに着座可能な矩形状に形成されると共に、連通穴２ｅの周側面に嵌合可能な矩形状の環状リブ１６ａが垂設されたゴム材からなる。このように形成された弾性膜１６は、座繰り面２ｆに塗布された接着材２９により周端部が座繰り面２ｆに接着され、環状リブ１６ａが連通穴２ｅの周側面に嵌合されて、連通穴２ｅを閉塞するように且つ水密可能に取り付けられている。なお、この弾性膜１６は、上述した連通穴２ｅと係合するように形成されるため、後述する実施の形態３は、平面視円形状の連通穴２ｎに係合するように平面視円形状の弾性膜２１になっている。
【０００９】
前カバー（外板）２ａは、上述したように、後カバー２ｂと水密可能に係合されると共に、レリーズ釦５の配設部である、弾性膜１６の一方の端部寄り上方となる位置に係合凹部２ｇが凹設されている。この係合凹部２ｇは、その上縁が内方に延出されて係止部２ｈが形成されており、突出させた底中央部に連通孔２ｋが設けられた円形状の凹部になっている。また、この前カバー２ａには、上述した係合凹部２ｇの近傍に、空気や水を流通させる流通穴２６が形成されている。
レリーズ釦（押釦）５は、係合凹部２ｇに出没自在に挿嵌されると共に係止部２ｈに当接可能な鍔状の抜け止め１２ｂが下部に張り出し形成された釦頭部１２ｃと、その釦頭部１２ｃから垂設され連通孔２ｋにスライド可能に挿通されて弾性膜１６と当接される押動杆部１２ａとを備えて構成された押し釦本体１２と、押動杆部１２ａに環装されると共に係合凹部２ｇの底面と釦頭部１２ｃの裏面との間に張架され釦頭部１２ｃを外方へ段発付勢させる圧縮コイルバネ１３とを備えてなる。このようにレリーズ釦（押釦）５は、支軸１４を境に弾性膜１６のレリーズ釦５側を押し下げ可能に係合凹部２ｇに非水密で取り付けられている。
【００１０】
レバー１５は、帯板状に形成され、その中心（長手方向の）を弾性膜１６の長手方向中心に位置させて、弾性膜１６の裏面に沿うように当接されると共に、レリーズ釦５による弾性膜１６の押し下げに伴って揺動可能に前内カバー２ｃの内側に支持された支軸１４に部材中心（長手方向の）の裏面部分が枢支されている。また、押動杆部１２ａの軸中心線上に中心を位置させた凸部１５ａがレバー１５裏面に突設されている。
レリーズスイッチ（スイッチ）１７は、デジタルカメラ１の内部に架設された固定台１９にスイッチ用プリント基板１８が取り付けられ、そのスイッチ用プリント基板１８上で凸部１５ａ直下となる位置に実装されており、レバー１５の揺動による凸部１５ａの進退動作で動作可能になっている。
このように構成された実施の形態１にかかる防水スイッチ構造は、図４に示すように、撮影者が圧縮コイルバネ１３に抗して押し釦本体１２を押し下げることにより、押動杆部１２ａが支軸１４を境に弾性膜１６のレリーズ釦５側を押し下げ、弾性膜１６の裏面に沿うように当接したレバー１５が支軸１４を回動支点にして下方へ揺動し、凸部１５ａがレリーズスイッチ１７を押すことで、電子シャッター（図示せず）が動作する。
【００１１】
撮影者がレリーズ釦（押釦）５の押し下げを解除することで、圧縮コイルバネ１３の復元力により、抜け止め１２ｂが係止部２ｈに当接するまで押し釦本体１２が上昇し、元の位置で停止する。これと同時に、弾性膜１６の復元力により、レバー１５が支軸１４を回動支点にして元の水平状態に戻り、凸部１５ａがレリーズスイッチ１７から離間する。
この一連の動作は、陸上でも水中でも同じであるが、特に水中での動作時、Ｏリングなどのシール構造を採らずに前カバー２ａにレリーズ釦５を非水密に設けたことで、レリーズ釦５はＯリングなどのシール構造を起因した作動力の増加がないから、押釦の好適な操作感を得ることができる。また、流通穴２６やレリーズ釦５から水が浸入してくるが、前内カバー２ｃに弾性膜１６を水密可能に被着したことで、レリーズスイッチ１７側へ流れ込むのを阻止して防水性を確保している。このように実施の形態１にかかる防水スイッチ構造は、レリーズ釦５の、陸上でも水中でも軽快な一定の押動操作が可能であると同時に極めて高い防水性を得ることができる。
また実施の形態１にかかる防水スイッチ構造は、弾性膜１６の長手方向中心にレバー１５の長手方向中心を位置させて回動中心として、左右対称の構成としたから、急激な水圧が弾性膜１６に負荷してもレバー１５が水平状態を維持したまま弾性膜１６の変形を阻止すると共に、水没したレリーズ釦５には全方向から同じ水圧が負荷することで押し下げ方向へ移動しないから、上述した効果に加え、レリーズ釦５の水圧による誤動作の恐れを払拭できる。
【００１２】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる防水スイッチ構造は、モード釦１１に適用した例であり、実施の形態１と実質的に共通する構成は同一符号を付してその説明は省略し、図５に示すように、異なる構成となる後カバー２ｂとモード釦１１について詳述する。なお、このモード釦１１の配設個所は、上述したようにデジタルカメラ１の背面であることから、後カバー２ｂが「外板」に後内カバー２ｄが「内板」に相当する。
後カバー２ｂは、モード釦１１の配設部となる位置に、連通された円形の係止孔２ｍが設けられている。
モード釦１１は、係止孔２ｍ内に出没自在に挿嵌される共に、係止孔２ｍの、後カバー２ｂの裏面側の縁に当接可能な鍔状の抜け止め１１ａが下部に形成された釦頭部１１ｂと、その釦頭部１１ｂの中央部から垂設されて弾性膜１６と当接される押動杆部１１ｃと、釦頭部１１ｂの下部から延設されると共に後カバー２ｂの裏面に端部が止着されて釦頭部１１ｂを外方へ段発付勢させる板バネ部１１ｄとを備えてなる。
このように構成された実施の形態２にかかる防水スイッチ構造は、撮影者がモード釦１１を下方に押圧することで、板バネ部１１ｄの弾性変形により釦頭部１１ｂが押し下がり、押動杆部１１ｃが弾性膜１６のモード釦１１側を押し下げ、弾性膜１６の裏面に沿うように当接したレバー１５が支軸１４を回動支点にして下方へ揺動する。このレバー１５の揺動で凸部１５ａがモードスイッチ２０を押して各種情報が入力する。
この実施の形態２にかかる防水スイッチ構造は、実施の形態１で例示したレリーズ釦（押釦）５より構成が簡素になっているが、実施の形態１と同じく、陸上でも水中でもモード釦１１を軽快に押動操作することが可能であると同時に極めて高い防水性を得ることができる。また、モード釦１１の水圧による誤動作の恐れを払拭できる。
【００１３】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる防水スイッチ構造は、実施の形態１と同じく、レリーズ釦５に適用した例であり、実施の形態１と実質的に共通する構成は同一符号を付してその説明は省略し、図６に示すように、異なる構成となる前内カバー（内板）２ｃ、弾性膜２１、レバー２２とを詳述する。
前内カバー（内板）２ｃは、平面視円形状の連通穴２ｎが所要の間隔をおいて二つ並設されると共に、夫々の連通穴２ｎに、円形状の環状リブ２１ａが垂設された平面視円形状のゴム材からなる弾性膜２１が、実施の形態１と同様に水密可能に接着されている。
レバー２２は、一対の弾性膜２の配設ピッチと同じピッチで突起２２ａが上面両端に設けられた縦断面視コ字状に形成されると共に、レリーズ釦（押釦）５側の突起２２ａの中心線上に中心を位置させた凸部２２ｂが裏面に突設されている。このように形成されたレバー２２は、弾性膜２１同士間を跨ぐように、且つ、夫々の突起２２ａが夫々の弾性膜２１の裏面に沿って当接されるように、部材中心（長手方向の）を弾性膜２１同士間中心に位置させると共に、レリーズ釦５による弾性膜２１の押し下げに伴って揺動可能に、前内カバー２ｃの内側に支持された支軸１４に部材中心（長手方向の）が枢支されている。
このように構成された実施の形態３にかかる防水スイッチ構造は、撮影者が押し釦本体１２を押し下げることにより、押動杆部１２ａがその直下の一方の弾性膜２１を押し下げ、レバー２２が支軸１４を回動支点にして下方へ揺動し、凸部２２ｂがレリーズスイッチ１７を押すことで、電子シャッター（図示せず）が動作する。
この実施の形態３にかかる防水スイッチ構造は、上述した実施の形態と同じく、陸上でも水中でもレリーズ釦を軽快に押動操作することが可能であると同時に極めて高い防水性を得ることができる。また、レリーズ釦５の水圧による誤動作の恐れを払拭できる。
【００１４】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる防水スイッチ構造は、図７に示すように、ズーム釦９に適用した例であり、実施の形態１と実質的に共通する構成は同一符号を付してその説明は省略し、図７に示すように、異なる構成となる、後カバー（外板）２ｂ、ズーム釦９と、レバー２３、ズームスイッチ（スイッチ）２４について詳述する。
後カバー２ｂは、ズーム釦９の配設部となる位置に、連通された平面視矩形状の係止穴２ｐが設けられている。
ズーム釦９は、係止穴２ｐに遊挿され、上面両端部が水平状に形成されると共にその上面両端部間が凹湾曲形成された釦頭部９ａと、上面両端部と凹湾曲形成部分との境界でその裏側から垂設され弾性膜１６と当接される押動部９ｂとを備え、平面視矩形状に形成されている。このように形成されたズーム釦９は、長手方向の中心の裏面が後カバー２ｂの内側に支持された支軸２５に部材中心（長手方向の）の裏面が枢支されている。
レバー２３は、帯板状に形成され、その中心（長手方向の）を弾性膜１６の長手方向中心に位置させて、弾性膜１６の裏面に沿うように当接されると共に、ズーム釦９による弾性膜１６の押し下げに伴って揺動可能に後内カバー２ｄの内側に支持された支軸１４に部材中心（長手方向の）の裏面部分が枢支されている。また、夫々の押動部９ｂの軸中心線上に中心を位置させた凸部２３ａが裏面に突設されている。
ズームスイッチ２４は、デジタルカメラ１の内部に架設された固定台１９にスイッチ用プリント基板１８が取り付けられ、そのスイッチ用プリント基板１８上で夫々の凸部２３ａ直下となる位置に一対実装されており、レバー２３の揺動による夫々の凸部２３ａの進退動作で動作可能になっている。
【００１５】
このように構成された実施の形態４にかかる防水スイッチ構造は、撮影者によるズーム釦９の釦頭部９ａの何れか一方の端部を下方へ押圧することで、支軸２５を回動支点としてズーム釦９が揺動して一方の押動部９ｂが押し下がり、その一方の押動部９ｂに当接した弾性膜１６の一方側が押し下がり、弾性膜１６の裏面に沿うように当接したレバー２３が支軸１４を回動支点にして下方へ揺動し、凸部２３ａが一方のレリーズスイッチ２４を押すことで、撮影光学系３が広角または望遠となるべく焦点距離の可変動作を開始する。釦頭部９ａの他方の端部を下方へ押圧しても同様である。
この実施の形態４にかかる防水スイッチ構造は、上述した実施の形態と同じく、ズームスイッチ２４の、陸上でも水中でも軽快な一定の押動操作が可能であると同時に極めて高い防水性を得ることができる。また、ズームスイッチ２４の水圧による誤動作の恐れを払拭できる。
【００１６】
なお、本実施の形態では、レリーズ釦５等の押釦が水圧により押し下がって誤動作する恐れを払拭するために、レバーと弾性膜との中心を揃え、その中心を回動支点し、左右対称となるように構成したものを例示しているが、上述したような左右対称の構成にしなくても、以下の式を満足する構成にすることにより左右の圧力バランスを取ることが可能である。なお、図３を用いて実施の形態１で用いた符号を用いる。
左右の圧力バランスは、図３に示すように、支軸１４の中心線を境界とした弾性膜１６の水圧に対する有効な表面積Ｓａ、Ｓｂと、支軸１４の中心線からその表面積の重心までのそれぞれの距離Ｒａ、Ｒｂが、
Ｓａ×Ｒａ＝Ｓａ×Ｒｂ‥（式１）
の関係にあるので、水深Ｄ（ｍ）における静水圧（この静水圧には、大気圧も含まれているものとする。）をＰ（Ｄ）とすると、この静水圧によりレバー１５の一方にかかる力量は、Ｐ（Ｄ）×Ｓａ、他方にかかる力量はＰ（Ｄ）×Ｓｂとなる。
そして、このときの支軸１４周りの力のモーメントは、それぞれ、Ｐ（Ｄ）×Ｓａ×ＲａとＰ（Ｄ）×Ｓｂ×Ｒｂとなり、回転方向は逆であり、これらの力のモーメントが釣り合う条件は、
Ｐ（Ｄ）×Ｓａ×Ｒａ＝Ｐ（Ｄ）×Ｓｂ×Ｒｂ‥（式２）
となるために、水圧によりレリーズスイッチ１７が押されてしまうのを防止し、また、水中においても陸上においても操作を行うために必要な押圧力が変化しないようにする設計上の条件が数式１として求められる。
以上、本実施の形態にかかる防水スイッチ構造を、デジタルカメラを例にして説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態にかかる防水スイッチ構造を適用したデジタルカメラの正面側斜視図である。
【図２】本実施の形態にかかる防水スイッチ構造を適用したデジタルカメラの背面側斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる防水スイッチ構造を適用したレリーズ釦部分の縦断面図である。
【図４】動作時のレリーズ釦部分の縦断面図である。
【図５】実施の形態２にかかる防水スイッチ構造を適用したモード釦部分の縦断面図である。
【図６】実施の形態３にかかる防水スイッチ構造を適用したレリーズ釦部分の縦断面図である。
【図７】実施の形態４にかかる防水スイッチ構造を適用したズーム釦の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１デジタルカメラ、２筐体、２ａ前カバー、２ｂ後カバー、２ｃ前内カバー、２ｄ後内カバー、２ｅ連通穴、２ｆ座繰り面、２ｇ係合凹部、２ｈ係止部、２ｋ連通孔、２ｍ係止孔、２ｎ連通穴、２ｐ係止穴、３撮影光学系、４ストロボ発光部、５レリーズ釦、６電源釦、７モード切換ダイヤル、８アクセサリーシュー、９ズーム釦、９ａ釦頭部、９ｂ押動部、１０表示画面、１０ａ表示素子、１０ｂアクリル製部材、１１モード釦、１１ａ抜け止め、１１ｂ釦頭部、１１ｃ押動杆部、１１ｄ板バネ部、１２押し釦本体、１２ａ押動杆部、１２ｂ抜け止め、１２ｃ釦頭部、１３圧縮コイルバネ、１４支軸、１５レバー、１５ａ凸部、１６弾性膜、１６ａ環状リブ、１７レリーズスイッチ、１８スイッチ用プリント基板、１９固定台、２０モードスイッチ、２１弾性膜、２１ａ環状リブ、２２レバー、２２ａ突起、２２ｂ凸部、２３レバー、２３ａ凸部、２４ズームスイッチ、２５支軸、２６流通穴、２９接着材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内板に設けた連通穴に弾性膜を水密可能に被着し、前記内板の外方に設けた外板に前記弾性膜を押動する押釦を非水密に設け、前記弾性膜の裏面に当接し該弾性膜を介して前記押釦の押動で揺動するレバーと該レバーの揺動で動作可能なスイッチとを前記内板の内方に設けて成ることを特徴とする防水スイッチ構造。
【請求項２】
前記レバーは、その長手方向中心が前記弾性膜の中心に位置するように設けると共に、その長手方向中心を枢支部としたことを特徴とする請求項１記載の防水スイッチ構造。
【請求項３】
前記弾性膜は、前記内板に所要の間隔をおいて二つ設け、前記レバーは、夫々の前記弾性膜の裏面中央部に当接可能に弾性膜同士間を跨ぐように形成すると共に、その長手方向中心を枢支部としたことを特徴とする請求項１記載の防水スイッチ構造。

【図１】