JP3137000B2 - 起電式スイッチ装置とこれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルと磁石を用
いた起電式スイッチ装置と、該スイッチ装置を備えた電
子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ラジオ、パソコン（ＰＣ／パーソ
ナルコンピュータ）、ワープロ（ＷＰ／ワードプロセッ
サ）等の携帯型情報端末装置において、内蔵した駆動電
源用電池の消耗を低減する、または電池交換を不要にす
る等を目的として、例えば、特開平４ー３０８６５号公
報の発電装置が提案されている。この場合の発電装置
は、揺動レバーと、歯車列による増速手段と、この歯車
列の最先端に取り付けたロータ磁石と、このロータ磁石
を取り囲む発電コイルとからなる。

【０００３】また、特開平７ー１６８６５３号公報では
トラックボールと、該トラックボールと接触回転するダ
イナモ式発電機の構成が提案されている。

【０００４】さらに、テレビジョン受信機やＶＴＲや照
明器具などの電子機器を遠隔制御するリモートコントロ
ーラ（リモコン）の電源としては、乾電池（バッテリ
ー）と、該乾電池の消耗を低減し長持ちさせる補助手段
として太陽電池を併用する構成が提案されている。

【０００５】さらに、キースイッチに取り付けた磁石
を、キースイッチの押しボタン（キートップ）操作によ
りコイルの中を移動することによってコイルに電圧を発
生させる構成が例えば、特開平５ー２７６６８０号公報
等に提案されている。図１６は該キースイッチの概念の
構成図および回路図を示す。

【０００６】また、キースイッチを複数個備えてなるキ
ーボード装置として例えば、実開平６ー２３１３４号公
報等が提案されている。この場合は磁石とコイルの配置
が逆に構成されているが、キートップの動きを用いて発
電する点は同様である。図１７、図１８にキーボード装
置の概念の構成図およびキースイッチの概念の構成図を
示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、揺動レバーと
歯車列を用いた発電装置は構成が簡単ではない。また、
トラックボールを用いた構成の場合は電子機器を平面等
に接触、移動させる必要がある。また、特開平５ー２７
６６８０号公報、実開平６ー２３１３４号公報も構成が
複雑でコストアップとなる。なお、リモコンにおいて
は、キートップの動きを利用したスイッチ装置により乾
電池を不要にする、または乾電池の消耗を低減する構成
は提案されていない。

【０００８】本発明は簡単な構成により、キー入力の過
程で併せて発電も行えるスイッチ装置と、このスイッチ
装置を備えた電子機器、例えば、ＰＣ（パーソナル・コ
ンピュータ／パソコン）、ＰＨＳ（パーソナル・ハンデ
ィホン・システム／簡易携帯電話）、リモートコントロ
ーラ等提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本願発明は、磁石（マグネット）と発電コイルを用
いるもので、 （１）平面状コイルと接点とを備えてなる固定部と、接
点と磁石とを備えた可動部とからなり、前記固定部に対
し前記可動部を接離可能に支持したことを特徴とする起
電式スイッチ装置とした。 （２）また、平面状コイルと接点とを備えてなる固定部
と、接点を備えるとともに，磁性粉末を混合して磁石を
形成した可動部とからなり、前記固定部に対し前記可動
部を接離可能に支持したことを特徴とする起電式スイッ
チ装置とした。 （３）また、平面状コイルと接点とを備えてなる固定部
と、磁石を内蔵した可動部と、前記固定部と前記可動部
との間に位置するとともに，接点機能を備えてなるダイ
ヤフラムとからなり、前記固定部に対し前記可動部を接
離可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装置
とした。 （４）平面状コイルとスイッチとを備えてなる固定部
と、磁石を備えた可動部とからなり、前記固定部に対し
前記可動部を接離可能に支持したことを特徴とする起電
式スイッチ装置とした。 （５）平面状コイルと接点とを備えてなる固定部と、キ
ートップを備えた可動部と、前記固定部と前記可動部と
の間に位置するとともに，磁石と接点を備えたダイヤフ
ラムとからなり、前記固定部に対し前記可動部を接離可
能に支持した構成とした。 （６）平面状コイルとスイッチとを備えてなる固定部
と、キートップを備えた可動部と、前記固定部と前記可
動部との間に位置するとともに，磁石を備えたダイヤフ
ラムとからなり、前記固定部に対し前記可動部を接離可
能に支持した構成とした。

【００１０】上記構成により、本発明のスイッチ装置は
文字やデータのキー入力過程で知らず知らずの間に発電
を行える。その結果、電子機器に内蔵した電池の寿命を
延ばす、または電池を不要にし地球環境保全を図れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項２に記載の発明
は、平面状コイルと離間した接点とを備えてなる基板
と、表面に接点を，内部に磁石を内蔵した可動部とから
なり、前記基板に対し前記可動部を接離可能に支持した
ことを特徴とする起電式スイッチ装置としたもので、キ
ー入力過程で併せて発電を行える。その結果、電子機器
に内蔵した電池の寿命を延ばす、または電池を不要にし
地球環境保全を図れるつぎに、請求項５に記載の発明
は、平面状コイルと離間した接点とを備えてなる基板
と、接点を表面に備えるとともに，磁性粉末を混合して
磁石を形成した可動部とからなり、前記基板に対し前記
可動部を接離可能に支持したことを特徴とする起電式ス
イッチ装置としたもので、キー入力過程で併せて発電を
行える。また、個体状の磁石を内蔵する必要がない。

【００１２】つぎに、請求項７に記載の発明は、表面に
接点を備えた積層インダクタと、表面に接点を，内部に
磁石を内蔵した可動部とからなり、前記積層インダクタ
に対し前記可動部を接離可能に支持したことを特徴とす
る起電式スイッチ装置としたもので、キー入力過程で併
せて発電を行える。

【００１３】つぎに、請求項８に記載の発明は、表面に
接点を備えた積層インダクタと、接点を表面に備えると
ともに，磁性粉末を混合して磁石を形成した可動部とか
らなり、前記積層インダクタに対し前記可動部を接離可
能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装置とし
たもので、キー入力過程で併せて発電を行える。また、
個体状の磁石を内蔵する必要がない。

【００１４】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の起電式スイッチ装置を備えたことを特徴とする電子機
器としたもので、キー入力過程で併せて発電を行える。
その結果、電子機器に内蔵した電池の寿命を延ばす。

【００１５】請求項１１に記載の発明は、平面状コイル
と接点とを備えてなる固定部と、磁石を内蔵した可動部
と、前記固定部と前記可動部との間に位置するととも
に，接点を備えてなるダイヤフラムとからなり、前記固
定部に対し前記可動部を接離可能に支持したことを特徴
とする起電式スイッチ装置としたもので、キー入力過程
で併せて発電を行える。

【００１６】請求項１３に記載の発明は、平面状コイル
と接点とを備えてなる固定部と、磁性粉末を混合して磁
石を形成した可動部と、前記固定部と前記可動部との間
に位置するとともに，接点を備えてなるダイヤフラムと
からなり、前記固定部に対し前記可動部を接離可能に支
持したことを特徴とする起電式スイッチ装置としたもの
で、キー入力過程で併せて発電を行える。

【００１７】請求項１６に記載の発明は、平面状コイル
とスイッチとを備えてなる基板と、内部に磁石を内蔵し
た可動部とからなり、前記基板に対し前記可動部を接離
可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装置と
したもので、キー入力過程で併せて発電を行える。

【００１８】請求項１８に記載の発明は、平面状コイル
とスイッチとを備えてなる基板と、磁性粉末を混合して
磁石を形成した可動部とからなり、前記基板に対し前記
可動部を接離可能に支持したことを特徴とする起電式ス
イッチ装置としたもので、キー入力過程で併せて発電を
行える。

【００１９】請求項１９に記載の発明は、平面状コイル
と接点とを備えてなる固定部と、キートップを備えた可
動部と、前記固定部と前記可動部との間に位置するとと
もに，磁石と接点を備えたダイヤフラムとからなり、前
記固定部に対し前記可動部を接離可能に支持したことを
特徴とする起電式スイッチ装置としたもので、キー入力
過程で併せて発電を行える。

【００２０】請求項２１に記載の発明は、平面状コイル
とスイッチとを備えてなる固定部と、キートップを備え
た可動部と、前記固定部と前記可動部との間に位置する
とともに，磁石を備えたダイヤフラムとからなり、前記
固定部に対し前記可動部を接離可能に支持したことを特
徴とする起電式スイッチ装置としたもので、キー入力過
程で併せて発電を行える。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の起電式スイッチ装置の実施例
について、図１〜図１５に基づいて説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における起電式（発電機能を有する）スイッチ装置の概
念を示す断面図、図２（ａ），（ｂ）は図１の起電式ス
イッチ装置を構成する発電コイルの平面図と裏面図であ
る。

【００２３】第１の実施例における起電式スイッチ装置
１００は、平面状コイルの近傍に接点を備えてなる回路
基板（固定部）と、表面に接点を，内部に磁石を内蔵し
たキートップ（可動部）とからなり、前記キートップを
前記基板に接離可能に支持したことを特徴とする起電式
スイッチ装置としたもので、キー入力過程でキーに備え
た磁石がフラットコイルに対して接離し、電流を起こし
て発電を行う。

【００２４】図１、図２において、符号６は所定の配線
パターンを少なくとも片面に備えた回路基板（固定部）
で、紙フェノール，エポキシ樹脂，ＰＳ，ＰＰ等いわゆ
るプリント配線基板を構成する部材からなる。１Ａ，１
Ｂは導体たとえば銅部材などからなる平面状コイル。５
はスイッチ装置を構成するキートップ（可動部）で、ゴ
ム、プラスチック部材などの弾性部材を射出成形してな
り、回路基板６上に配設した固定接点４，４に向かって
接離（接触、離間）する方向に可動（弾性変形）する。
３はキートップ５の底面に配設した可動接点（導体）
で、銀、銅、金、ニッケル、アルミニゥム等の金属部材
を印刷または塗布し、その後、乾燥、硬化してなる。勿
論、キートップ５と一体成形してもよい。４は固定接点
で図１の例では離間した２箇所に配設され、所望の配線
回路とつながっている。固定接点４，４は銀、銅、金、
ニッケル、アルミニゥム等の金属部材（導体）を絶縁層
７を介してフラットコイル上に印刷または塗布してな
る。絶縁層７はアクリル樹脂またはエポキシ樹脂などを
１〜１０ミクロンメートルの厚さに印刷またはスプレー
塗布してなる。２は円柱、角柱等の棒状磁石（マグネッ
ト）で、一体成形等によりキートップ５に内蔵されてい
る。キートップ５は底面をハの字状に両端支持、または
周縁全周を環状支持してなる。

【００２５】弾性変形可能なキートップ５を指先で押し
下げると、回路基板６上に配設された２つの固定接点
４，４に可動接点３が接触し、可動接点３を介して前記
２つの固定接点４，４間に回路が形成される。即ちスイ
ッチオンの状態となり信号が流れる。指を離すとキート
ップ５は弾性復帰し、固定接点４，４間はオープンとな
り通常状態となる。

【００２６】次に、本発明の発電装置１００を構成する
フラットコイル（平面状コイル）１Ａ，１Ｂの一実施例
を図２に基づいて説明する。図２に示す平面状コイル１
Ａ，１Ｂは厚さ寸法０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の金属
板たとえば銅板などをエッチング加工、レーザ加工、ま
たはプレス加工等の手段によりコイル状に形成してな
る。該コイルを熱可塑性樹脂シートまたはプリプレーグ
樹脂シートの両面に貼り合わせて積層し、さらに、加熱
しながら平板で押圧加工することにより、コイルの表面
と樹脂シートの表面とが概略同一平面となるごとく埋
設、一体化される。なお、平面状コイルとしては、上記
の他、プリントコイル、印刷コイル、融着コイルなどと
してよい。

【００２７】プリントコイルは例えば、両面または片面
の銅張フレキシブル配線板をフォトエッチングすること
により、スパイラル状平面コイルを形成し、絶縁層を介
して１層または多層に積層してなる。スパイラル状平面
コイル間はスルーホールを介して、銅メッキ等の手段に
より電気的に直列に、かつ各スパイラル状平面コイルに
同方向の電流が流れるように接続している。当然のこと
ながら平面状コイルの両面は絶縁層例えば、エポキシ樹
脂、フッソ樹脂、アクリル樹脂等で被覆してなる。

【００２８】印刷コイルは例えば、セラミック基板の両
面に導体ペーストをスクリーン印刷し、焼成することに
よりスパイラル状平面コイルを形成し、予め設けたスル
ーホールを介して、電気的に直列に、かつ各スパイラル
状平面コイルに同方向の電流が流れるように接続したも
ので、絶縁層で被覆する。

【００２９】融着コイルは、融着性絶縁導線を巻線し、
固着したものである。融着性絶縁導線はポリウレタンや
ポリエステル等の被覆導線の上に、熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂等の融着性皮膜を焼き付けた二重構造の被覆導
線である。溶剤、通電加熱、または熱風加熱等の手段に
より、導線相互を接着可能であり、融着コイルは平板状
や，球面状または円筒面状などの湾曲面状に一体成形で
き、所望の剛性が得られる。融着性絶縁導線に使用され
る導線には、断面形状が円形の丸導線のほか、矩形状の
リボン導線や円形の導線を複数本並列処理した多本平行
導線等がある。リボン導線や多本平行導線等を用いる
と、丸導線に較べ、導線間のスペースを小さく、密に配
置でき、小型、薄型化および低抵抗化できる。即ち、板
状の強磁性体の大きさ、またはそれらの間隔を小さくす
ることにより、コイル（インダクタ）を小型、薄型化で
きる。融着コイルは矩形状のチップ型プリント配線基板
上などに搭載される。

【００３０】図３に平面状融着コイルユニットを示す。
融着性絶縁導線として、断面が０．０６×０．６５ｍｍ
↑２のリボン導線を用いて巻線し、熱風加熱により導線
間を接着、成形した。外形寸法としては直径約１５ｍ
ｍ，平面状融着コイル７の厚さを４ｍｍ以下とした。な
お当然のことながら、平面状融着コイル７の外周は円形
の他、正方形、多角形、扇形等の任意形状としてよい。
また、平面状融着コイルは必ずしも単体のコイル体であ
る必要はない。

【００３１】融着コイルの両側に配する板状のプレート
８は、Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系などの酸化物軟質磁
性材料（フェライト）や、Ｃｏ系、Ｆｅ系等のアモルフ
ァス合金、アモルファス合金を結晶化させた超微細組織
を持つ軟磁性体、珪素鋼、パーマロイセンダスト等の金
属軟磁性材料等を任意に用いてよい。勿論、プラスチッ
ク部材としてよいことは言うまでもない。プラスチック
部材としてはポリエステル樹脂、ナイロン、フッ素、エ
ポキシ、ポリスチレン、ポリプロピレン等の任意部材と
してよい。プレート８の厚さ寸法は１０μｍ〜５００μ
ｍが好ましい。枠体６の構成部材についても任意で、強
磁性材料またはプラスチック等で平面状融着コイルの厚
さ寸法と同等以上とした。平面状融着コイルユニット
は、両端に電極を配設してなるプリント配線基板（図示
せず。）上に所定に搭載、固定し、プリント配線基板に
設けた配線パターンと前記コイルの端部とを接続してな
る。

【００３２】図４にもう一つの実施例における集合型平
面状コイルを示す。図４において、集合型矩形平面状コ
イル３１は、プリント配線基板６２上に矩形平面状コイ
ル６０を一列に等間隔毎に配置してなる。集合型矩形平
面状コイル３１は巻心（ボビン）６１の周囲に導線を所
定に巻回し、通電加熱によって導線相互の接着を図り扇
形を形成してなる。当然のことながら、集合型矩形平面
状コイル３１間はプリント配線基板６２に設けた配線パ
ターンを介して、電気的に直列に、かつ集合型矩形平面
状コイルに同方向の電流が流れるように接続している。
さらに、集合型矩形平面状コイルの上面は絶縁層例え
ば、エポキシ樹脂、フッソ樹脂等で被覆してなる。集合
型矩形平面状コイル６０とプリント配線基板６２との結
合は巻心６１に設けた穴（図示せず。）を介しビス締結
した。勿論、接着材を用いて接着するようにしてもよ
い。配置する矩形平面状コイル６０の数は目的とする起
電力に応じ任意に設定すればよい。勿論、矩形平面状コ
イル６０を田の字型などの多行多列（マトリクス状）に
配設してもよい。

【００３３】図５にもう一つの実施例における積層イン
ダクタを示す。積層インダクタ５０は、積層体の中に、
導体を螺旋状（コイル状）に形成してなり、上下の導体
層を，磁性体層に設けたスルーホール１２を通して接続
する。まず、磁性体グリーンシート１１を作成する。該
グリーンシート１１は焼成前の材料をシート状にしたも
のである。そして、グリーンシート１１にスルーホール
１２を穿孔する。次に、導体層１１ａ〜１１ｅをコイル
のパターンの一部を形成するようにスルーホール接続し
印刷する。そして、導体層を印刷した磁性体層を重ね合
わせプレスし、スルーホール１２を通して上下の導体層
を接続して、磁性体の積層体中にコイルを形成する。グ
リーンシートをまとめて積層できるので、製造工程が少
なくて済む。

【００３４】棒状磁石２を構成する部材としては任意の
部材としてよい。例えば、合成樹脂バインダに磁性粉を
配合・成形した樹脂製マグネット、またはＭｎ−Ａｌ
系、Ｍｎ−Ｚｎ系等のフェライト、Ｃｏ系、Ｆｅ系等の
アモルファス合金、アモルファス合金を結晶化させた超
微細組織を持つ軟磁性体、珪素鋼、パーマロイセンダス
ト等の金属軟磁性材料等任意部材としてよい。

【００３５】磁石の外形は棒状に限るものでなく、球
体、円盤形など任意の形状とすればよい。円盤形磁石の
場合は円形を等分割してＮ極とＳ極をそれぞれ交互に形
成したり、上面をＮ極、下面をＳ極とするなど磁化極性
も任意に実施してよい。

【００３６】なお、上記実施例において平面状コイル、
磁石、基体などを任意のサイズに設定してよいことは言
うまでもない。また、固定接点４，４は必ずしも平面状
コイル上に配設する必要はない。コイルの近傍、任意の
部位に配設してよい。

【００３７】さらに、キートップを平面状コイルに対し
て接離させる手段についても任意で、例えば、図１６、
図１８に示す従来例のごとく、圧縮コイルバネを用いキ
ートップを筐体の軸受け部（図示せず。）でガイドして
摺動させる構成等としてよい。さらに、平面状コイルを
配設する基体も必ずしも回路基板上である必要はなく、
筐体の底面等任意の部材に配設するようにしてよい。

【００３８】さらに、可動接点３を必ずしもキートップ
（可動部）５の底面に備える必要はない。例えば、図７
に示すごとく、キートップ（可動部）７５と回路基板
（固定部）６との間に可動接点７３を備えたダイヤフラ
ム７７を配設し、該ダイヤフラム７７をキートップ７５
で押圧して固定接点４，４間を導通させるようにしても
よい。前記ダイヤフラム７７は断面形状が概略皿型の絶
縁物部材たとえばゴム、プラスチック部材を弾性変形可
能に射出成形などしてなる。勿論、ダイヤフラムを弾性
変形可能な導体、例えば、りん青銅板等で構成し、可動
接点を不要にする構成としてよいことは言うまでもな
い。また、ゴムやプラスチック部材にカーボンやＡｇ等
のの粉末粒子、または金属繊維などを含ませて導電性を
持たせたダイヤフラムとしてもよい。

【００３９】さらに、ダイヤフラムに磁石の粉末を混練
したり、ダイヤフラム表面に磁性材料をスパッタ等の手
段で配設することにより、ダイヤフラムそのものを磁性
体としてもよい。（図示せず。）この場合、当然のこと
ながら、キートップに磁石を含ませる必要はない。勿
論、含ませても一向に差し支えない。

【００４０】図１４は本発明の実施例におけるもう一つ
のスイッチ装置を備えた移動体無線端末装置を示す。ダ
イヤルボタン１７５は底面に接点１８２を備え、回路基
板１７８上に離間して設けた二つの接点間を導通させる
構成としたものである。この場合も回路基板１７８の表
裏面に所定にコイル配設している。（図示せず。） さらに、ダイヤルボタン１７５内部には棒状の磁石、ま
たは磁石を構成する粉末部材を所望に混練してなり、ダ
イヤルボタン１７５の押圧、離間動作に対応してコイル
に電流が流れ、発電する構成としてなる。

【００４１】以上のように本発明の実施例１における起
電式スイッチ装置は、電子機器を制御するプリント配線
基板等への実装を可能にする。そして、リモコン、ワー
プロ、パソコン等のキーボードを構成し、キー入力の過
程で併せて発電し、電子機器に内蔵した電池の消耗を低
減または電池の交換を不要にする。

【００４２】（実施例２）図６は本発明の第２の実施例
における起電式スイッチ装置の断面図を示す。この場合
の起電式スイッチ装置２００は基本的には第１の実施例
における起電式スイッチ装置１００と同一構成である。
異なる構成は、棒状の個体磁石をキートップに内蔵する
のでなく、磁性粉末をキートップ部材に混合してキート
ップそのものを磁石とした点である。即ち、Ｍｎ−Ａｌ
系、Ｍｎ−Ｚｎ系等のフェライト、Ｃｏ系、Ｆｅ系等の
アモルファス合金、アモルファス合金を結晶化させた超
微細組織を持つ軟磁性体、珪素鋼、パーマロイセンダス
ト等の金属軟磁性材料の粉末、または粒子部材をゴム、
プラスチックなどの弾性部材に混合して一体成形し、極
性を付与してなる。図２に示すごとく、外観は図１の場
合と同一である。磁性粉末を含んだキートップ２２の底
面側表面に可動接点２３を設ける点、磁性粉末を含んだ
キートップが平面状コイル４，４に接離可能に弾性変形
する点など第一の実施例と同様に実施すればよい。

【００４３】さらに、可動接点２３を必ずしも磁性粉末
を含んだキートップ（可動部）２２の底面に備える必要
はない。例えば、図８に示すごとく、磁性粉末を含んだ
キートップ（可動部）８２と回路基板（固定部）６との
間に可動接点７３を備えたダイヤフラム７７を配設し、
該ダイヤフラム７７をキートップ８２で押圧して固定接
点４，４間を導通させるようにしてもよい。

【００４４】さらに、可動接点３と２つの離間した固定
接点４、４とを樹脂ケース内に封入してなるタクトスイ
ッチ（リミットスイッチ、マイクロスイッチ等とも呼
ぶ。）を用いる構成としてもよい。例えば、図９にその
一例を示す。図９において、符号９１は前述の方法によ
り作製した平面状融着コイル。９２はキートップで、磁
性粉末をキートップ部材に混合して極性を付与し、キー
トップそのものを磁石としたもの。９３はタクトスイッ
チ、９５は筐体でキートップを摺動可能に保持する。９
６は回路基板、９７は弾性防塵膜（ダイヤフラム）であ
る。弾性防塵膜（ダイヤフラム）９７に抗してキートッ
プ９２を押圧しタクトスイッチ９３の接点（図示せ
ず。）を切り換える構成としてなる。タクトスイッチ９
３は所望の配線パターンを備えた回路基板９６に半田付
けされている。また、タクトスイッチ９３の近傍には平
面状融着コイル９１を配置してなる。図９の実施例で
は、タクトスイッチ９３を取り囲むごとく環状に平面状
融着コイルを配置した。弾性防塵膜（ダイヤフラム）９
７はシリコンゴム、フッ素ゴム、塩化ビニール等の軟質
プラスチックなどの弾性部材からなる。上記構成によ
り、キートップが下降して平面状融着コイルに接近した
り、上昇して離れることにより、平面状融着コイルに起
電力を生じ発電する。なお、図９の場合においても、キ
ートップに棒状の個体磁石を内蔵させる構成としてよい
ことは言うまでもない。

【００４５】また、弾性防塵膜（ダイヤフラム）内に磁
石の粉末を混練したり、ダイヤフラム表面に磁性材料を
スパッタ等の手段で配設することにより、ダイヤフラム
そのものを磁性体としてもよい。（図示せず。）この場
合、キートップに磁石を含ませる必要はない。勿論、含
ませても一向に差し支えない。

【００４６】図１５に第２の実施例におけるもう一つの
スイッチ装置６００の要部断面図を示す。図１５におい
て、符号１６１は上部ハウジング、１６２は下部ハウジ
ング、１６３は平面状融着コイル（フラットコイル）、
１６４は磁石を備えたスイッチカバー（押釦スイッチカ
バー）、１６５は回路基板、１６６はタクトスイッチで
ある。この実施例の場合は、硬質の熱可塑性合成樹脂で
成形した上部ハウジング１６１の開口窓部分１７０に設
けられた押釦スイッチカバー１６４（磁石を備えたスイ
ッチカバー）が開口窓部分内に位置する操作部と、該操
作部の外周縁に前記開口窓部分の内側壁に設けられた溝
部１６７に嵌入する突状部材１６８を備えた嵌着部と
を、薄肉部１６９を介して連結した熱可塑性弾性体樹脂
により上部ハウジング１６１に一体成形してなる。

【００４７】押釦スイッチカバー１６４（磁石を備えた
スイッチカバー）は軟質のゴムまたはプラスチック部材
に磁石の粉末を混練して成形した磁性体（磁石）をな
す。勿論、表面にスパッタ等で磁性皮膜を配設するよう
にしてもよい。

【００４８】平面状融着コイル（フラットコイル）１６
３は第１の実施例の場合と同様に作製し、接着材などを
介して配設すればよい。なお、回路基板の表裏面に接着
した回路パターン用銅箔を用いてコイルを形成してよい
ことは言うまでもない。

【００４９】実施例２の場合においても起電式スイッチ
装置は、電子機器を制御するプリント配線基板等への実
装を可能にする。そして、リモコン、ワープロ、パソコ
ン等のキーボードを構成し、キー入力の過程で併せて発
電し、電子機器に内蔵した電池の消耗を低減または電池
の交換を不要にする。

【００５０】（実施例３）図１０は本発明の第三の実施
例におけるリモートコントローラの要部外観斜視図、図
１１はリモートコントローラの回路ブロック構成図を示
す。

【００５１】図１０において、リモートコントローラ１
０１は樹脂成形した筐体（キャビネット）内に所定の電
子機器制御回路と、スイッチ接点部と、赤外線発光部
と、電源用二次電池（いずれも図示せず。）と、実施例
１〜２で述べた起電式スイッチ装置の内いずれか一つと
を実装してなる。また、筐体の外面には太陽電池１０２
と各種制御スイッチ、たとえばスイッチ（キートップ）
１０３などを備えている。前記太陽電池１０２は電源用
二次電池を充電するものである。

【００５２】上記構成において、リモートコントローラ
のスイッチ（キートップ）１０３を操作することによ
り、前記起電式スイッチ装置１００が起電力を発生して
発電をおこなうことになる。起電式スイッチ装置１００
で得られた発電出力は図１０に示す整流回路１４によっ
て直流に変換され、二次電池１３を充電する。二次電池
１３の充電が終了してもなお整流回路１４を介して発電
出力が供給されると、余剰な過電流防止回路３９によっ
て放電されることになる。また、電圧制御回路４０に余
剰の電圧が加わった場合においても、余剰の電圧は過電
流防止回路３９によって消耗されるようになっている。
そして、リモートコントローラ１０１の制御回路（図示
せず。）は二次電池１３からの電力によって、電圧制御
回路４０を介して駆動される。

【００５３】このように本発明のリモートコントローラ
は、スイッチ操作に併せて自動的に発電できるととも
に、二次電池１３に蓄積された電力がリモートコントロ
ーラの駆動を可能にする。即ち、電源を構成する従来の
電池（または蓄電器）を不要にする。

【００５４】なお、上記起電式スイッチ装置に加えて、
太陽電池を併せて備えた構成としてよいことは言うまで
もない。勿論、従来の電池を併設してもよい。

【００５５】図１２は本発明の第３の実施例におけるも
う一つの携帯情報端末の要部外観斜視図、図１３は携帯
情報端末の回路ブロック構成図を示す。図１２におい
て、符号１４１は携帯情報端末、１４２はディスプレイ
部（液晶）、１４３はキーボード、１４５は充電回路
部、１４６はバッテリーを示す。この場合のキーボード
１４３も実施例１〜２で述べたスイッチ装置の内いずれ
か一方で構成してなる。そして、キートップを操作する
ことにより、スイッチ装置１４３が起電力を発生して発
電をおこなうことになる。

【００５６】なお、上記実施例１〜２で述べたスイッチ
装置を内蔵してなる電子機器としては、ＰＣ、ＷＰ、電
子ブック等の携帯情報端末の他に、携帯電話，ＰＨＳ等
の移動体通信など任意の電子機器としてよいことは言う
までもない。このように本発明の起電式スイッチ装置は
各種電子機器のキーボードまたはスイッチを構成し、キ
ー入力またはスイッチ操作の過程で併せて発電する。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明の起電式スイッチ装
置は電子機器を制御するプリント配線基板等への実装を
可能にする。そして、リモコン、ワープロ、パソコン等
のキーボードを構成し、キー入力の過程で併せて発電
し、電子機器に内蔵した電池の消耗を低減または電池の
交換を不要にする。また、電池の使用量を低減し地球環
境保全を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における起電式スイッチ
装置の概念を示す断面図

【図２】（ａ） 図１の起電式スイッチ装置を構成する
フラットコイルの平面図 （ｂ） 図１の起電式スイッチ装置を構成するフラット
コイルの裏面図

【図３】本発明の構成に用いる発電コイルユニットの分
解斜視図

【図４】本発明の構成に用いる集合型矩形平面状コイル
の斜視図

【図５】本発明の構成に用いる積層チップコイルの分解
斜視図

【図６】本発明の第２の実施例における起電式スイッチ
装置の概念の断面図

【図７】本発明の第１の実施例におけるもう一つの起電
式スイッチ装置の概念の断面図

【図８】本発明の第２の実施例におけるもう一つの起電
式スイッチ装置の概念の断面図

【図９】本発明の第２の実施例におけるもう一つの起電
式スイッチ装置の概念の断面図

【図１０】本発明の第３の実施例におけるリモートコン
トローラの要部外観斜視図

【図１１】図１０の回路ブロック構成図

【図１２】本発明の第３の実施例におけるもう一つの携
帯情報端末の要部外観斜視図

【図１３】図１２の回路ブロック構成図

【図１４】第１の実施例におけるもう一つのスイッチ装
置を備えた移動体無線端末装置の外観斜視図と要部断面
図

【図１５】本発明の第２の実施例におけるもう一つのス
イッチ装置６００の要部断面図

【図１６】（ａ）従来のキースイッチの概念の構成図 （ｂ）従来のキースイッチの概念の回路構成図

【図１７】従来のキーボード装置の概念の構成図

【図１８】図１５を構成するキースイッチの概念の構成
図

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ フラットコイル（平面状コイル） ２，７２ 磁石（マグネット） ３，２３，７３，１８２ 可動接点（導体） ４，１８１ 固定接点（導体） ５，７５ キートップ（可動部） ６，９６，１６５，１７８ 回路基板（固定部） ７ 絶縁層 １１ 誘電体基板 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 導体（電
極） １２ スルーホール １３ 二次電池 １４ 整流回路 １５ 発電コイルユニット ２２，８２，９２ 磁性粉末を含んだキートップ（可動
部） ３１ 集合型矩形平面状コイル ３６ 枠体 ３６ａ 穴 ３６ｂ 通路部 ３７，９１，１６３ 平面状融着コイル ３８ プレート ３９ 過電流防止回路 ４０ 電圧制御回路 ５０ 積層チップコイル ６０ 矩形平面状コイル ６１ 卷心（ボビン） ６２ プリント配線基板 ６３ 接着材 ７７ ダイヤフラム ９３，１６６ タクトスイッチ ９５ 筐体 ９７ 弾性防塵膜（ダイヤフラム） １０１ リモートコントローラ（リモコン） １０２ 太陽電池 １０３ スイッチ １００，２００，３００，４００，５００，６００ 起
電式スイッチ装置 １４１ 携帯情報端末 １４２ ディスプレイ部 １４３ キーボード １４５ 充電回路部 １４６ バッテリー（２次電池） １６４ 磁石を備えたスイッチカバー １７５ ダイヤルボタン １７６ ダイヤルボタン支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−3656（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−276680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205821（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−184834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−116497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−51613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268210（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−23134（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−145482（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−143527（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−33428（ＪＰ，Ｕ) 実公 平４−19766（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/20 H01H 13/00 H01H 13/70

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁石を内蔵し，前記キートップ部の底面に可
   動側接点を備えた略盃を伏せた形の弾性変形可能な可動
   部とからなり、前記回路基板の主面に対し垂直方向に前
   記キートップ部を接離可能に支持したことを特徴とする
   起電式スイッチ装置。
2. 【請求項２】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁性粉末を混合し，前記キートップ部の底面
   に可動側接点を備えた略盃を伏せた形の弾性変形可能な
   可動部とからなり、前記回路基板の主面に対し垂直方向
   に前記キートップ部を接離可能に支持したことを特徴と
   する起電式スイッチ装置。
3. 【請求項３】 離間した複数の固定側接点を主面に備え
   た積層インダクタと、キートップ部に磁石を内蔵し，前
   記キートップ部の底面に可動側接点を備えた略盃を伏せ
   た形の弾性変形可能な可動部とからなり、前記積層イン
   ダクタの主面に対し垂直方向に前記キートップ部を接離
   可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装置。
4. 【請求項４】 離間した複数の固定側接点を主面に備え
   た積層インダクタと、キートップ部に磁性粉末を混合
   し，前記キートップ部の底面に可動側接点を備えた略盃
   を伏せた形の弾性変形可能な可動部とからなり、前記積
   層インダクタの主面に対し垂直方向に前記キートップ部
   を接離可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ
   装置。
5. 【請求項５】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁石を内蔵し，略盃を伏せた形の弾性変形可
   能な可動部と、前記回路基板と前記可動部との間に位置
   し，可動側接点を備え，断面形状が略凹形の弾性変形可
   能なダイヤフラムとからなり、前記回路基板の主面に対
   し垂直方向に前記キートップ部と前記可動側接点とを接
   離可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装
   置。
6. 【請求項６】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁性粉末を混合し，略盃を伏せた形 の弾性変
   形可能な可動部と、前記回路基板と前記可動部との間に
   位置し，可動側接点を備え，断面形状が略凹形の弾性変
   形可能なダイヤフラムとからなり、前記回路基板の主面
   に対し垂直方向に前記キートップ部と前記可動側接点と
   を接離可能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ
   装置。
7. 【請求項７】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁石を内蔵し，略盃を伏せた形の弾性変形可
   能な可動部と、前記回路基板と前記可動部との間に位置
   し，弾性変形可能な導電性ダイヤフラムとからなり、前
   記回路基板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と
   前記導電性ダイヤフラムとを接離可能に支持したことを
   特徴とする起電式スイッチ装置。
8. 【請求項８】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、キー
   トップ部に磁性粉末を混合し，略盃を伏せた形の弾性変
   形可能な可動部と、前記回路基板と前記可動部との間に
   位置し，弾性変形可能な導電性ダイヤフラムとからな
   り、前記回路基板の主面に対し垂直方向に前記キートッ
   プ部と前記導電性ダイヤフラムとを接離可能に支持した
   ことを特徴とする起電式スイッチ装置。
9. 【請求項９】 平面状コイルと，離間した複数の固定側
   接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、磁石
   を内蔵し断面形状が略凸形のキートップ部と、前記キー
   トップ部の底面を支承し弾性変形可能な導電性ダイヤフ
   ラムとからなり、前記回路基板の主面に対し垂直方向に
   前記キートップ部と前記ダイヤフラムとを接離可能に支
   持したことを特徴とする起電式スイッチ装置。
10. 【請求項１０】 平面状コイルと，離間した複数の固定
    側接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、磁
    性粉末を混合し断面形状が略凸形のキートップ部と、前
    記キートップ部の底面を支承し弾性変形可能な導電性ダ
    イヤフラムとからなり、前記回路基板の主面に対し垂直
    方向に前記キートップ部と前記ダイヤフラムとを接離可
    能に支持したことを特徴とする起電式スイッチ装置。
11. 【請求項１１】 平面状コイルと，離間した複数の固定
    側接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、磁
    石を内蔵し断面形状が略凸形のキートップ部と、前記キ
    ートップ部の底面を支承するとともに可動側接点を備
    え，弾性変形可能 なダイヤフラムとからなり、前記回路
    基板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前記可
    動側接点とを接離可能に支持したことを特徴とする起電
    式スイッチ装置。
12. 【請求項１２】 平面状コイルと，離間した複数の固定
    側接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、磁
    性粉末を混合し断面形状が略凸形のキートップ部と、前
    記キートップ部の底面を支承するとともに可動側接点を
    備え，弾性変形可能なダイヤフラムとからなり、前記回
    路基板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前記
    可動側接点とを接離可能に支持したことを特徴とする起
    電式スイッチ装置。
13. 【請求項１３】 平面状コイルと，離間した複数の固定
    側接点とを主面に順次積層して配設した回路基板と、断
    面形状が略凸形のキートップ部と、前記キートップ部の
    底面を支承し，可動側接点を備え，磁性粉末を混合する
    とともに弾性変形可能なダイヤフラムとからなり、前記
    回路基板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前
    記可動側接点とを接離可能に支持したことを特徴とする
    起電式スイッチ装置。
14. 【請求項１４】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板と、キートップ部に磁石を内蔵
    し，略盃を伏せた形の弾性変形可能な可動部とからな
    り、前記回路基板の主面に対し垂直方向に前記キートッ
    プ部を接離可能に支持したことを特徴とする起電式スイ
    ッチ装置。
15. 【請求項１５】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板と、キートップ部に磁性粉末を混
    合し，略盃を伏せた形の弾性変形可能な可動部とからな
    り、前記回路基板の主面に対し垂直方向に前記キートッ
    プ部を接離可能に支持したことを特徴とする起電式スイ
    ッチ装置。
16. 【請求項１６】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板と、磁石を内蔵し断面形状が略凸
    形のキートップ部と，前記キートップ部の底面を支承す
    る弾性変形可能なダイヤフラムとからなり、前記回路基
    板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前記ダイ
    ヤフラムとを接離可能に支持したことを特徴とする起電
    式スイッチ装置。
17. 【請求項１７】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板 と、磁性粉末を混合し断面形状が
    略凸形のキートップ部と，前記キートップ部の底面を支
    承する弾性変形可能なダイヤフラムとからなり、前記回
    路基板の主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前記
    ダイヤフラムとを接離可能に支持したことを特徴とする
    起電式スイッチ装置。
18. 【請求項１８】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板と、キートップ部と、前記キート
    ップ部の底面を支承するとともに磁性粉末を混合し，弾
    性変形可能なダイヤフラムとからなり、前記回路基板の
    主面に対し垂直方向に前記キートップ部と前記ダイヤフ
    ラムとを接離可能に支持したことを特徴とする起電式ス
    イッチ装置。
19. 【請求項１９】 タクトスイッチと平面状コイルとを主
    面に搭載した回路基板と、磁性粉末を混合し弾性変形可
    能なスイッチカバーとからなり、前記回路基板の主面に
    対し垂直方向に前記スイッチカバーを接離可能に支持し
    たことを特徴とする起電式スイッチ装置。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１９のいずれか１項に記載
    の起電式スイッチ装置を備えたことを特徴とする電子機
    器。
21. 【請求項２１】 電子機器を携帯情報端末または移動体
    通信またはリモートコントローラの内いずれか一つとし
    たたことを特徴とする請求項２０に記載の電子機器。