水中开关机构的制作方法

专利名称：水中开关机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及水中开关机构，更详细地，涉及不仅在陆地上而且可在水中使用的设备的水中开关机构。
背景技术：
可以在水中使用的设备，例如水下照相机等设备，具有在水中可以操作的各种操作开关。这样的操作开关与只能在陆地上操作的开关比较，当然设置有防水性，该防水性必须设计为可以承受预定的水压。一般地，考虑设备的使用形态、大小、重量、价格等，决定设计为应当承受多大程度的水深。此时，设定的水深越深，则外加到设备上的水压也就越大，由于静水压均等地作用到设备表面，因此，不仅作用到设备外壳部件，当然也要作用到操作开关上。
此处，当操作开关是按压开关的类型时，通过该水压的按压力，操作开关可能会被打开/关闭(ON/OFF)。因此，对按压式开关，例如可以在内部设置弹簧等，使其产生能抵抗水压的弹力。此时，由于对于设计水深越深的设备，越必须使该弹力增强，所以当在陆地上或浅水中使用这样的设备时，在对操作开关进行操作时，就要求较大的按压力量。而且，对这样的操作开关，由于操作所必要的按压力量随水深而变化，因此不能说其操作性良好。
作为能改进此点的技术，例如，在日本实开昭51-111343号公报中记载有这样的防水照相机的快门释放装置，其在快门释放部件中，设置与该按压部受压面面积基本相等的均衡受压面，使作用在两个受压面上的水压均衡。更具体地，分别地，按压部受压面被设置在照相机的上面侧，均衡受压面被设置在照相机的下面侧，快门释放部件就形成为连接照相机上面和下面的纵长形状。进而，该快门释放部件构成为能在连接照相机上面和下面的竖直方向移动。通过这样的结构，就不会依赖水深，可以将不经意间快门释放部件被水压误按的情况防止于未然。

发明内容
本发明的目的在于提供一种节省空间的水中开关机构，其具有不会被水压无意间进行操作的按压操作部件。
此外，本发明的目的也在于提供一种节省空间的水中开关机构，其具有不会被水压在无意间进行操作，并且操作所必要的按压力量与水深没有关系的多个按压操作部件。
简言之，本发明的水中开关机构具有外壳部件，其具有第1孔和第2孔；第1按压操作部件，其相对上述外壳部件的第1孔进行防水设置；第2按压操作部件，其相对上述外壳部件的第2孔进行防水设置；第1开关装置，其通过上述第1按压操作部件进行开/关(ON/OFF)；第2开关装置，其通过上述第2按压操作部件进行开/关；以及杆部件，其应这样配置，相对于设在上述外壳部件的支点自由转动地进行设置，当向第1方向转动时，可在第1接触点按压上述第1按压操作部件，当向与第1方向相反的第2方向转动时，可在第2接触点按压上述第2按压操作部件。将在上述第1按压操作部件插入上述第1孔的状态下的水和空气的边界部的截面积设为S1，将在上述第2按压操作部件插入上述第2孔的状态下的水和空气的边界部的截面积设为S2，将从上述支点到第1接触点的距离设为R1，将从上述支点到第2接触点的距离设为R2，将上述第1按压操作部件被压入时的静摩擦力设为F1，将上述第2按压操作部件被压入时的静摩擦力设为F2，进而，将水压设为P时，使其满足P×S1×R1+F1×R1＝P×S2×R2+F2×R2以保持上述杆部件对水压的转动平衡。
此外，本发明的水中开关机构具有外壳部件，其具有第1孔和第2孔；按压操作部件，其相对上述外壳部件的第1孔进行防水设置；开关装置，其通过上述按压操作部件的移动进行开/关(ON/OFF)；水压检测装置，其相对上述外壳部件的第2孔进行防水设置；以及杆部件，其绕着设置于上述外壳部件内部的转动支撑部自由转动地进行配置，并且在水中，通过水压按压上述水压检测装置，使由此而产生的水压检测力量作用到上述按压操作部件，此处，上述水压检测力量应设定为大于等于下列两个力量的合力的大小，其中一个是上述按压操作部件受到的来自作为外力的水压的外部压力，另一个是作用在与该外部压力的作用方向相反方向的力，即上述按压操作部件受到的来自内部部件的内部力。
进而，本发明的水中开关机构具有按压操作部件，其通过外部操作，相对外壳部件可防水地移动，在水中承受使处于水和空气的边界部的第1截面积对应水压而产生的第1力量；开关装置，其通过上述按压操作部件的移动进行开/关(ON/OFF)；水压力量产生部件，其对外壳部件进行防水设置，在与水和空气的边界部具有第2截面积，在水中，使该第2截面积产生对应水压的第2力量；传递部件，其将上述第2力量传递到上述按压操作部件。其结构应使上述水压力量产生部件中的第2截面积大于上述按压操作部件中的第1截面积，通过这样的结构，使上述水压力量产生部件所产生的第2力量大于上述按压操作部件受到的第1力量。
另外，本发明的水中开关机构具有外壳部件，其具有第1孔和第2孔；按压操作部件，其相对上述外壳部件的第1孔进行防水设置，并可从该外壳部件的外部进行操作；开关装置，其可以通过上述按压操作部件进行开/关(ON/OFF)；水压检测部件，其被防水设置在上述外壳部件的第2孔中，在水中，产生对应于水压的力量；以及杆部件，其可围绕支点转动，在水中，在施力点受到从上述水压检测部件产生的力量，在作用点，使上述按压操作部件作用，由此使施加到该按压操作部件的水压基本平衡。


图1是从正面侧表示包含局部分解部分的本发明的第1实施方式的水下照相机的结构的立体图。
图2是从背面侧表示包含局部分解部分的上述第1实施方式的水下照相机的结构的立体图。
图3是表示上述第1实施方式的变焦杆结构的沿图5的3-3线的剖面图。
图4是表示上述第1实施方式的变焦杆结构的沿图5的4-4线的剖面图。
图5是表示上述第1实施方式的变焦杆结构的沿图4的5-5线的剖面图。
图6是表示上述第1实施方式的变焦杆结构的沿图4的6-6线的剖面图。
图7是表示上述第1实施方式的点动开关结构的剖面图。
图8是表示在上述第1实施方式中，当变焦杆一方侧被按压操作时，对应于图4的状况的剖面图。
图9是表示上述第1实施方式的操作开关的第1变形例的剖面图。
图10是表示上述第1实施方式的操作开关的第1变形例的立体图。
图11是表示上述第1实施方式的操作开关的第2变形例的包含局部透视图的平面图。
图12是表示上述第1实施方式的操作开关的第3变形例的平面图。
图13是表示上述第1实施方式的操作开关的第3变形例的立体图。
图14是表示上述第1实施方式的电源按钮在非按压状态中的结构剖面图。
图15是表示上述第1实施方式的电源按钮在按压状态中的结构剖面图。
图16是表示上述第1实施方式的释放按钮在非按压状态中的结构剖面图。
图17是表示上述第1实施方式的释放按钮在按压状态中的结构剖面图。
具体实施例方式
以下，参考附图，对本发明实施方式进行说明。
(实施例1)图1至图17表示本发明的实施方式1，图1是从正面侧表示包含局部分解部分的水下照相机的结构的立体图，图2是从背面侧表示包含局部分解部分的水下照相机的结构的立体图。
该照相机1构成为可以在陆地上使用，同时，即使在水中，直到预定的深度也可以使用，成为所谓的水下照相机。
照相机1的外壳部件2具有将前盖2a、后盖2b防水封闭、通过螺合小螺钉等进行固定的结构。
在照相机1的正面，当从正面侧(被摄对象侧)观察时，分别在右上角部设置有焦点距离可变的、作为变焦光学系统构成的摄影光学系统3；以及在中央上部用于投射照明光的闪光灯发光部4。
在照相机1的上面，在摄影者可以用右手的食指等进行按压操作的位置，配设有用于提示输入摄影动作的释放按钮5。
在照相机1的右侧面(从摄影者观察，右侧的侧面)，在其下侧，分别配设有用于开/闭该照相机1的电源的电源按钮6，以及用于将照相机1的动作模式切换操作为例如静止图像摄影模式、动画摄影模式、再生模式等的模式切换杆7。
在照相机1的背面，在右上角部，分别配设有用于将上述摄影光学系统3的焦点距离变更到远摄侧和广角侧的变焦杆8；以及在该变焦杆8的左侧的照相机背面的大部分中，用于显示摄影后的静止图像/动画图像，或者显示与照相机1有关的各种信息的显示屏幕9。
如上所述的摄影光学系统3、闪光灯发光部4、释放按钮5、电源按钮6、模式切换杆7、变焦杆8、显示屏幕9相对于外壳部件2，当然要分别被进行防水设置。
上述显示屏幕9的结构如图2所示，利用具有抗水压性的窗玻璃9b，防水地覆盖例如由TFT等构成的显示元件9a，从该窗玻璃9b的外侧，安装有窗盖9c。
其次，参考图3到图8，对上述变焦杆8的结构进行说明。此处，图3是表示变焦杆8结构的沿图5的3-3线的剖面图，图4是表示变焦杆8结构的沿图5的4-4线的剖面图，图5是表示变焦杆8结构的沿图4的5-5线的剖面图，图6是表示变焦杆8结构的沿图4的6-6线的剖面图，图7是表示点动开关16结构的剖面图。图8是当变焦杆8的一方侧被按压操作时，表示对应图4的状况的剖面图。
如上所述，变焦杆8的结构为一杆状部件，其用于将摄影光学系统3的焦点距离变更到远摄侧和广角侧，通过按压其一端侧，可将摄影光学系统3的焦点距离变更到远摄侧，通过按压其另一端侧，就可将摄影光学系统3的焦点距离变更到广角侧。
即，变焦杆8的结构具有杆部件11，其构成平衡机构；压板12和小螺钉13，其用于将该杆部件11安装在后盖2b上；二个轴部件14，其构成按压操作部件；O型密封圈15，其分别安装在这2个轴部件14上；点动开关(click switch)16，其分别通过上述二个轴部件14进行按压。
上述点动开关16被安装在开关用挠性印刷基板17上，该开关用挠性印刷基板17进而被安装在设置于照相机内部的固定台18上。
上述杆部件11具有通过桥部11b连接左右而形成一对的按压操作部11a。在上述按压操作部11a上，分别各设置二个用于流通空气或水的形成为长孔的连通孔11c。在上述桥部11b上形成孔11d，其用于插通从后盖2b突设出来的凸起19b。为了使杆部件11在摆动时也不会与凸起19b干涉，该孔11d应形成为比该凸起19b的周围大一圈的孔。此外，分别地，在杆部件11的桥部11b的上面，形成有圆柱表面形状的呈R面的滑动凸部11e，在下面形成有圆孔内表面形状的呈R面的滑动凹部11f。在后盖2b的上述凸起19b的两侧，形成有圆柱表面形状的呈R面的滑动凸部19d，其与上述滑动凹部11f接触，使其可以支撑杆部件11的摆动。
在上述杆部件11的桥部11b上可放置压板12。该压板12在两端侧与滑动凸部11e接触，在中央部与凸起19b抵接。进而，通过在该压板12的中央穿设的孔，将小螺钉13与凸起19b的螺纹孔19c旋合，就可以使杆部件11安装在后盖2b上。
杆部件11构成为，利用按压操作部11a中的一对连通孔11c之间的部分的底面，将上述轴部件14沿轴方向向照相机内部侧按压的结构，同时，设置有卡合凸部11g，其与该轴部件14的上端部形成的侧面凸缘14d相嵌合，用于将轴部件14沿轴方向向照相机的外部侧提升。在该卡合凸部11g的上面，形成圆柱表面形状的R面，当上述杆部件11摆动倾斜时，可使轴方向的力稳定地传递到侧面凸缘14d。
上述轴部件14是形成大约为圆柱形状的轴部件，如上所述，在上部具有侧面凸缘14d，同时，在下端具有按压凸部14a，此外，在圆柱面14b上形成O型密封槽14c。加之，该轴部件14的上端面也形成为圆柱表面形状的R面，当上述杆部件11摆动倾斜时，可使该杆部件11的按压力，作为使轴部件14沿轴方向位移的力，稳定地进行传递。
在轴部件14的O型密封槽14c中，安装有O型密封圈15。
分别安装有该O型密封圈15的2个轴部件14，沿轴方向可滑动地嵌合到2个圆形的轴孔19a中，该轴孔19a形成在该后盖2b上，并与后盖2b的表面垂直。此时，通过O型密封圈15的作用，照相机内部就会对照相机外部保持防水。此外，为了减小轴部件14沿轴方向滑动时的摩擦力，在轴部件14的圆柱面上涂抹油脂等，从而，即使在安装O型密封圈15的状态下，轴部件14也可以比较平滑地沿轴方向进行位移(参考后述关系式2)。
在开关用挠性印刷基板17上安装的点动开关16具有如图7所示的概略结构。
即，例如，在由绝缘材料形成为大致短圆筒状的框体16a的上面，形成圆孔16b。在该圆孔16b的内部，配设有可封闭该圆孔16b的绝缘橡胶幕帘(curtain)16c，进而，配设由金属形成为凸面状的点动弹簧16d，使其可将该橡胶幕帘16c向上部侧推压。在该点动弹簧16d的下侧，夹持预定距离的空间，形成电接点16e。上述点动弹簧16d和电接点16e分别通过信号线，连接到未图示的电路侧。
另外，当压下上述轴部件14，使其按压凸部14a通过圆孔16b按压橡胶幕帘16c和点动弹簧16d时，点动弹簧16d和电接点16e导通，通过对该状态进行检测，就可以知道开关是否已经为开(ON)。
此外，如果来自轴部件14的按压凸部14a的按压力消失时，通过点动弹簧16d的恢复力，该点动弹簧16d和电接点16e恢复到离开预定距离的如图7所示的位置。
当用户用手指等，对在这样的变焦杆8上设置的二个按压操作部11a的一方，进行按压操作时，就变为图8所示的状况。
亦即，变焦杆8的被按压方的按压操作部11a的底面，使轴部件14沿轴方向向照相机内部侧位移，轴部件14的按压凸部14a使点动开关16为开(ON)。此时，另一方的轴部件14通过侧面凸缘14d和卡合凸部11g的卡合，沿轴方向向照相机外部侧位移。
继而，对这样的变焦杆8处于水中时的压力平衡进行说明。
从上述结构可知，变焦杆8以滑动凹部11f和滑动凸部19d的抵接部分为支点进行转动。进而，当将一方的按压操作部11a(更详细地，按压操作部11a与轴部件14的上端面的抵接位置)作为施力点时，另一方的按压操作部11a(更详细地，侧面凸缘14d和卡合凸部11g的接触位置)则成为作用点。
此处，将从支点起到一方的按压操作部11a(第1接触点)(作为第1施力点也是第2作用点)的距离设为R1，从支点起到另一方的按压操作部11a(第2接触点)(作为第1作用点也是第2施力点)的距离设为R2。进而，将由上述一方的按压操作部11a按压的轴部件14所插通的轴孔19a的相对水压的有效最小截面积(水和空气的分界面的截面积)设为S1，将由上述另一方的按压操作部11a按压的轴部件14所插通的轴孔19a的对于水压的有效最小截面积(水和空气的分界面的截面积)设为S2。进而，将上述一方的按压操作部11a按入时的静摩擦力(主要由O型密封圈15产生的静摩擦力)设为F1(参考图3)，将上述另一方的按压操作部11a按入时的静摩擦力(同样，主要由O型密封圈15产生的静摩擦力)设为F2(参考图3)。加之，将水深D(m)中的静水压(在该静水压中，也包含有大气压。以下相同)设为P(D)。于是，由静水压施加到一方的轴部件14的力为P(D)×S1，施加到另一方的轴部件14的力为P(D)×S2。进而，此时支点周围的力矩就分别为P(D)×S1×R1和P(D)×S2×R2。此外，由静摩擦力产生的支点周围的力矩，分别为F1×R1和F2×R2。从而，这些力矩的平衡条件就如下列关系式1所示[关系式1]P×S1×R1+F1×R1＝P×S2×R2+F2×R2从而，二个轴孔19a的截面积、从支点起到2个按压操作部11a的距离、O型密封圈15或轴孔19a的材料和形状等构成为使该关系式1成立(即，使其保持由杆部件11的水压引起的转动平衡)。
进而，上述一对按压操作部11a和O型密封圈15对预定的水深，例如对设计水深D1中的水压P(D1)，构成为应满足下列式2所示的各条件。
P(D1)×S1＞＞F1P(D1)×S2＞＞F2进而，从图3至图8所示的例中，对具有所谓焦点移近和焦点移远的相反功能(即，不必区别开关的使用频度或重要性)的2个开关，认为其最自然的条件，就是设定为S1＝S2并且R1＝R2。
其次，参考图9和图10，对上述变焦杆8等的操作开关的第1变形例进行说明。图9是表示操作开关的第1变形例的剖面图。图10是表示操作开关的第1变形例的立体图。
该第1变形例的变焦杆8通过具有弹性的比较硬质的橡胶等，使上述杆部件11和轴部件14以及O型密封圈15形成为一体。
即，杆轴部件21由桥部21b连接到分别相当于上述按压操作部11a的二个按压操作部21a。在该桥部21b的中央部，形成用于贯穿上述小螺钉13的螺纹孔21d，此外，在底面侧形成与上述滑动凹部11f发挥同样功能的滑动凹部21c。此外，从二个按压操作部21a分别延伸出相当于上述轴部件14的轴部21e，在该轴部21e的顶端，形成相当于上述按压凸部14a的按压凸部21g。进而，在轴部21e的圆柱面，形成与上述O型密封圈15具有同样功能的凸缘部21f。
根据这样的结构，由于可以削减部件个数，因此可以降低成本。
继而，参考图11，对与上述变焦杆8具有相同结构的操作开关有关的第2变形例进行说明。图11是表示操作开关的第2变形例、且包含局部透视图的平面图。
该第2变形例通过对与如上所述的变焦杆8具有同样结构的操作开关，将其支点相互重合正交地进行配置，构成十字开关22。
即，该十字开关22的结构为，将由桥部23b连接2个按压操作部23a构成的操作杆23以及由桥部24b连接2个按压操作部24a构成的操作杆24组合成十字状。
并且，此处，虽然将2个操作杆组合起来构成十字开关22，但并不仅限于此，也可以用十字状桥部将4个按压操作部连接为一体构成。
进而，按压操作部并不限于4个。例如，也可以用具有3个分支的桥部，将3个按压操作部连接为一体。在此情况下，为了使施加到某个按压操作部的水压，与施加到其它2个按压操作部的水压相抵消(平衡)，只要设计轴孔的截面积或从支点起的长度等即可。
根据这样的结构，并不限于2个操作开关，即使对3个或3个以上的操作开关，也可以防止在不经意间被水压误按。
进而，参考图12和图13，对上述变焦杆8等的操作开关的第3变形例进行说明。图12是表示操作开关的第3变形例的平面图。图13是表示操作开关的第3变形例的立体图。
该第3变形例是将桥部弯曲为折线状后构成。
即，杆部件25是将2个按压操作部25a，通过弯曲为L字形后的桥部25b，连接为一体后构成。在该桥部25b的弯曲部分，设置有转动轴部25c，杆部件25可绕图13所示的轴转动。并且，由于该杆部件25的支点，是连接2个按压操作部25a的直线与通过上述转动轴部25c的转轴的延长直线的交点，因此该支点并不存在于该杆部件25上。
进而，从该转轴的中心起朝向一方的按压操作部25a的直线，以及从该转轴的中心起朝向另一方的按压操作部25a的直线之间所夹的角α，应在0°＜a≤180°的范围内取值，为更加实用，应为90°≤α≤180°。
并且，此处将桥部作为折线形状，但并不仅限于此，例如，也可以为U字形或S字形等曲线形状。
根据这样的结构，由于可以将2个按压操作部25a用直线以外的桥部相连接，因此可以提高与照相机中部件的配置有关的设计自由度。
其次，参考图14和图15，对上述电源按钮6的结构进行说明。图14是表示电源按钮6在非按压状态中的结构剖面图。图15是表示电源按钮6在按压状态中的结构剖面图。
该电源按钮6的结构具有作为按压操作部件的电源按钮31；O型密封圈32；既是杆部件又作为传递部件的电源跷跷板(seesaw)33；作为转动支撑部的电源轴34；既是水压检测装置、水压检测部件和水压力量产生部件，又作为幕帘部件的电源橡胶幕帘35；衬套(spacer)36；横盖37；电源开关38。
上述电源按钮31是在其上面侧可用手指等按压的、基本为圆柱形状的轴部件。该电源按钮31在其顶端侧具有按压凸部31a，分别地，在圆柱面31b形成O型密封槽31c；此外，在圆柱面31b的上部侧形成有凸缘31d，其与上述横盖37的按钮孔37a卡合，用于阻止该电源按钮31脱出。
在上述O型密封槽31c中，安装有O型密封圈32。
在前盖2a上形成有成为圆形的轴孔41，电源按钮31的圆柱面31b卡合在该轴孔41中，上述O型密封圈32保持照相机内部的防水性。
上述电源跷跷板33是杆部件，其构成为在前盖2a内，可通过滑动凹部33a绕电源轴34转动。在一端形成双股叉部33b，并与上述电源按钮31的顶端侧卡合，使按压凸部31a从该双股叉部33b之间突出。此外，在电源跷跷板33的另一端侧，形成有臂部33c，通过该臂部33c，可承受施加到电源橡胶幕帘35上的水压的力量(水压检测力)。此外，在该臂部33c上，设置有弹簧挂钩33d，挂有未图示的弹簧(弹力部件)的一端，沿图14顺时针方向对该电源跷跷板33赋予势能。该弹簧被设计的目的主要是为了在陆地上(或水深较浅的水中)使用照相机1时，沿着使电源按钮31离开电源开关38的方向赋予势能。从而，该弹簧的目的并不在于抵抗水中的水压等，并不会产生那样强大的弹力。
与电源跷跷板33的臂部33c抵接的电源橡胶幕帘35，用于防水密封设置在前盖2a上的水压检测用孔42，在其周边部形成有O型密封圈部35a。
上述衬套36通过由横盖37按压其上端侧，形成能夹持电源橡胶幕帘35的O型密封圈部35a的卡合槽36a。此外，在该衬套36中，形成有用于流通空气或水的孔36b。
上述横盖37在形成上述按钮孔37a的同时，还形成多个(在图1所示的例中为5个)能与衬套36的孔36b连通的连通孔37b。
该横盖37在其对置的角部上具有用于与前盖2a的各凸起43e、43f卡合的孔37e、37f，同时，在纵向对边的边缘，形成有圆形孔37c、37d。
另一方面，在前盖2a上，形成有螺纹孔43c、43d，通过上述圆形孔37c、37d，将小螺钉39a、39b螺合在螺纹孔43c、43d上，由此使横盖37对前盖2a进行安装。此时，如上所述，横盖37在防止电源按钮31的脱出的同时，通过衬套36，夹住电源橡胶幕帘35的O型密封圈35a，以保持水压检测用孔42的防水性。
此外，在上述电源按钮31的轴向的按压凸部31a的近旁，配设有上述电源开关38。该电源开关38具有这样的功能，在电源关闭(OFF)的状态下被按压时就会使照相机1的电源变为打开(ON)，在电源打开的状态下被按压时就会使照相机1的电源变为关闭。
继而，对这样的电源按钮6在水中时的压力平衡进行说明。
从上述结构可知，电源按钮6以电源轴34为支点转动。进而，当将臂部33c作为施力点，承受由水压引起的、来自电源橡胶幕帘35的作用力(水压检测力)时，双股叉部33b就成为作用点。
此处，将从支点到双股叉部33b(作用点)之间的距离设为Ra，从支点到臂部33c(施力点)之间的距离设为Rb。进而，将上述轴孔41相对于水压的有效的最小截面积(水和空气的分界面中的第1截面积)设为Sa，将上述水压检测用孔42相对于水压的有效的最小截面积(水和空气的分界面中的第2截面积)设为Sb。于是，轴孔41和水压检测用孔42的截面积，以及从支点起到作用点和施力点的距离构成为使下列关系式3成立，[关系式3]Sa×Ra≤Sb×Rb与上述相同，将水深D(m)中的静水压设为P(D)时，如果在关系式3的两边乘以该静水压P(D)，则得到下列关系式4，[关系式4]P(D)×Sa×Ra≤P(D)×Sb×Rb关系式4的左边，表示由静水压通过电源按钮31作用在双股叉部33b的绕支点的力的力矩，关系式4的右边表示由静水压通过电源橡胶幕帘35作用在臂部33c上的绕支点的力的力矩。从而，关系式4意味着，当施加有水压时，电源跷跷板33或者处于平衡，或者在电源跷跷板33上施加了使其产生沿图14的顺时针方向旋转的力的力矩。即，电源按钮31或者可以抵消在水中由水压产生的力(平衡)，或者被施加离开电源开关38方向的力。通过这样的结构，在水中，就可以未然地防止电源按钮31在不经意间被水压误按。
此时，如果进一步考虑由静摩擦力Fa1和弹力Fa2所形成的内力，其中静摩擦力Fa1由上述电源按钮31移动时所产生，弹力Fa2是为了通过上述电源跷跷板33使上述电源按钮31向上述外壳部件2的外侧移动，在弹簧挂钩33d上悬挂的未图示的弹簧所产生的弹力，则其结构只要满足下列关系式即可，P(D)×Sa×Ra-(Fa1+Fa2)×Ra≤P(D)×Sb×Rb即，电源跷跷板33作用向电源按钮31的水压检测力(若用力矩表示，则为“P(D)×Sb×Rb”)可以设定为大于等于下列2个力的合力，一个是电源按钮31承受的来自于作为外力的水压的外部压力(若用力矩表示，则为“P(D)×Sa×Ra”)，另一个是作用在与该外部压力的作用方向相反方向的力，是电源跷跷板33承受的来自于内部部件的内部力(若用力矩表示，则为“-(Fa1+Fa2)×Ra”)。
进而，在图14、图15所示的例中，电源跷跷板33被设定为基本满足Ra＝Rb的条件，对此，轴孔41和水压检测用孔42被设定为截面积Sa≤Sb。
在陆地上使用这样的电源按钮6，亦即在空气中使用时的作用，如下所述。
当在电源按钮31上没有施加任何外力时，通过上述未图示的弹簧的弹力，电源按钮31的凸缘31d抵接在按钮孔37a近旁的横盖37上，其按压凸部31a位于离开电源开关38预定距离的位置。
在该状态下，当用户用手指等抵抗弹簧的弹力或O型密封圈32与轴孔41之间产生的摩擦力，按下电源按钮31时，电源按钮31沿轴方向位移。进而，按压凸部31a按压电源开关38，进行照相机1的电源的开/关。
然后，当用户将手指从电源按钮31离开时，通过上述弹簧的弹力，电源跷跷板33沿图14的顺时针方向转动，通过凸缘31d抵接在横盖37上，使电源按钮31沿轴方向的移动停止。这样，在陆地上，通过弹簧的弹力，电源按钮31可自动进行恢复。
其次，在水中使用电源按钮6时的作用如下。
由于采用满足关系式3的结构，因此在水深D(m)的水中，在电源跷跷板33上作用如关系式4左边和关系式4右边所示的力矩。即，在用户没有施加按压力时的电源按钮31上，作用有上述弹簧的弹力以及来自电源跷跷板33的如下列关系式5所示的、沿轴方向朝向照相机外侧的按压力F，凸缘31d抵压在横盖37上。
F＝P(D)×Sb×Rb/Ra-P(D)×Sa在该状态下，当用户用手指等抵抗弹簧的弹力和按压力F，按下电源按钮31时，电源按钮31沿轴方向位移。进而，按压凸部31a按压电源开关38，进行照相机1的电源的开/关。
然后，当用户将手指从电源按钮31离开时，通过上述弹簧的弹力和按压力F，电源跷跷板33沿图14的顺时针方向转动，当凸缘31d抵接在横盖37上时，电源按钮31沿轴方向的移动停止。这样，在水中，通过弹簧的弹力和按压力F，电源按钮31可自动进行恢复。
其次，参考图16和图17，对上述释放按钮5的结构进行说明。图16是表示释放(release)按钮5在非按压状态中的结构剖面图。图17是表示释放按钮5在按压状态中的结构剖面图。
该释放按钮5的结构具有快门释放杆51；快门释放盖52；作为轴部件并是防水开关装置的快门释放轴53；O型密封圈54；快门释放弹簧55；快门释放开关56。
上述快门释放开关56被安装在开关用挠性印刷基板57上，该开关用挠性印刷基板57又被安装在设置于照相机内部的固定台58上。
上述快门释放杆51是可以围绕作为支点的支轴51a转动的杆部件并且是操作部件，如后所述，从该支轴51a观察，施力点和作用点都设置在同一侧。该快门释放杆51在其中间部分具有下侧开口的容纳凹部51b，在该容纳凹部51b的上面，设置有形成圆柱表面形状的呈R面的、作为按压部的按压凸部51c。该按压凸部51c具有这样的结构，其作为作用点，用于按压上述快门释放轴53的上面，通过形成为R面，当快门释放杆51转动倾斜时，使该快门释放杆51的按压力作为使快门释放轴53沿轴方向位移的力，可以稳定地进行传递。加之，从该容纳凹部51b的侧面，设置有卡合突起51d，其与设置在快门释放轴53上端的凸缘53d的下端面相卡合。此外，从快门释放杆51的支轴51a观察时，在顶端部设置有弹簧容纳室51e。
上述快门释放盖52是覆盖快门释放杆51上面侧的操作部件，该快门释放盖52的表面，形成为由用户的手指等进行按压的操作部的面。
上述快门释放轴53是大约形成为圆柱形状的轴部件，如上所述，在上部具有凸缘53d，同时，在其下端具有按压凸部53a，此外，在圆周面53b上形成有O型密封槽53c。
在快门释放轴53的O型密封槽53c中，安装有O型密封圈54。
在前盖2a的上面，设置有用于配置释放按钮5的凹部64，在该凹部64的中部，设置有轴支承孔61，其形成在该凹部64内并为圆形，并使其与前盖2a的上表面垂直。该轴支承孔61从凹部64的底面直立设置为圆筒状，在该圆筒状部的一部分上开有缺口，形成避让凹部61a。当快门释放轴53的凸缘53d抵接在圆筒状部的上端面时，该避让凹部61a成为用于使上述卡合突起51d进入的凹部。
在这样的轴支承孔61中，卡合了安装有O型密封圈54的快门释放轴53，使其沿轴向滑动。此时，通过O型密封圈54的作用，照相机内部就可以对照相机外部保持防水性。此外，为了减小快门释放轴53沿轴向滑动时的摩擦力，虽在快门释放轴53的轴面上涂抹油脂等，但为了在快门释放操作时具有操作感，应具有使快门释放轴53沿轴向滑动时需要某种程度力量的结构。
进而，上述快门释放开关56被配置在快门释放轴53沿轴方向的移动路径上。并且，安装在开关用挠性印刷基板57上的快门释放开关56，大致形成与上述图7所示的点动开关16同样的结构。
在前盖2a的上述凹部64中，突出设置有弹簧支座62，快门释放弹簧55以压缩的状态配置，使其被夹持在该弹簧支座62与快门释放杆51和快门释放盖52之间。该快门释放弹簧55用于围绕图16中的支轴51a，沿顺时针方向对快门释放杆51和快门释放盖52赋予势能。
快门释放杆51和快门释放盖52在围绕图16中的支轴51a沿顺时针方向的转动，通过与上盖59的按钮孔59a的卡合而被卡止。
上述上盖59具有用于使快门释放盖52的用手指按压操作的部分显露出来的按钮孔59a。进而，该上盖59在对角分别具有用于与前盖2a的凸起63d、63e(参考图2)卡合的孔59d、59e，同时，在对置的纵向的边缘形成有圆形孔59b、59c。
另一方面，在前盖2a上，形成有螺纹孔63b、63c，通过上述圆形孔59b、59c，使小螺钉60a、60b分别与螺纹孔63b、63c螺合，就可以将上盖59对前盖2a安装固定。此时，如上所述，上盖59可以阻挡快门释放杆51和快门释放盖52的脱离，成为定位部件。
如上所述的释放按钮5的力学结构如下所述。
当按压操作释放按钮5时，在快门释放盖52上面，用户用手指按压的部分就成为施力点。此外，如上所述，支点就是支轴51a。进而，按压凸部51c与快门释放轴53的上端面的抵接部分就是作用点。
其次，当用户将手指等离开释放按钮5时，当该释放按钮5恢复到原有位置时，快门释放杆51和快门释放盖52受到快门释放弹簧55的恢复力作用的位置，就成为施力点。此外，支点同样是支轴51a。进而，作用点就是快门释放杆51的卡合突起51d与快门释放轴53的凸缘53d的抵接部分。
进而，如图所示，无论在怎样的情况下，都具有从支点到施力点的距离比从支点到作用点的距离长的结构。
在这样的各点的配置中，在比预定的水深更浅的水中，上述快门释放弹簧55具有抵抗施加到快门释放轴53上的水压并使快门释放轴53、快门释放杆51和快门释放盖52恢复到如图16所示的初始位置的弹力。
即，若将释放按钮5恢复到原有位置时的从支点到作用点的距离为Rx，将从支点到施力点的距离设为Ry。进而，将上述轴支承孔61相对于水压的有效最小截面积设为Sx。加之，将已嵌入O型密封圈54的快门释放轴53与轴支承孔61之间作用的最大摩擦力(这通常为静摩擦力)设为Fx，将快门释放弹簧55产生的弹力设为Fy。此时，在静水压为P(D)的水深D(m)中，释放按钮5的机构的结构应使下列关系式6所示的关系能够成立。
Fy×Ry≥(P(D)×Sx+Fx)×Rx从该关系式6可知，例如对快门释放弹簧55要求的弹力Fy，就为下列关系式7所示。
Fy≥(P(D)×Sx+Fx)×Rx/Ry如上所述，由于具有Rx＜Ry的结构，这与具有Rx＝Ry的结构的情况相比可知，对Fy所要求的力量变小。这样地，通过使从支点到施力点的距离Ry大于从支点到作用点的距离Rx，使快门释放弹簧55的力量减小，即，可以使弹簧更加小型化。
其次，对这样构成的释放按钮5的作用进行说明。
该释放按钮5的作用使在陆地上操作时与在水中操作时基本相同。
在操作释放按钮5之前，是如图16所示的状态。并且，此时，快门释放盖52相对于上盖59的上表面向上侧突出，使操作变得更加容易。在该状态下，为了进行摄影，当用户按压快门释放盖52的按压操作面时，快门释放盖52和快门释放杆51围绕支轴51a一体转动。此时，用户施加按压力来抵抗快门释放弹簧55的弹力和嵌入O型密封圈54之后的快门释放轴53与轴支承孔61的摩擦力。
从而，如图17所示，快门释放轴53的顶端的按压凸部53a与快门释放开关56抵接，进行摄影动作。
此外，然后，当用户停止施加按压力时，通过快门释放弹簧55的弹力，快门释放杆51和快门释放盖52围绕图17中的支轴51a，顺时针方向转动。此时的快门释放弹簧55的弹力因为满足上述关系式7所示的条件，所以能抵抗施加到快门释放轴53上的水压和摩擦力。这样地，当快门释放杆51和快门释放盖52碰到上盖59时，完成向图16所示位置的恢复。
根据这样的实施方式1，在具有多个操作开关的变焦杆8等中，由于施加到某个开关的水压，会被施加到其它操作开关上的水压抵消(平衡)，因此，即使在水中，操作开关不会在不经意间被该水压误按，并且操作所需的按压力量不依赖于水深。此时，由于利用跷跷板状的杆部件进行水压的抵消，因此，可以构成节省空间并抵消水压的平衡机构的结构。加之，由于考虑作用在O型密封圈15等上的摩擦力，获得杆部件的转动平衡，因此可以更广泛地加以应用。
进而，由于使杆部件11和轴部件14分体构成，因此，轴部件14就可以沿轴方向垂直地移动，以确保更加可靠的高防水性，可以提高操作性。
此外，通过将杆部件11和轴部件14通过具有弹性的材料构成一体，可以削减部件个数，降低制造成本。
加之，通过将杆部件11形成为折线形状或曲线形状，可以提高设计的自由度。
进而，在电源按钮6等中，在操作开关以外，设置有水压检测部件(水压检测装置)，由于使施加到该操作开关的水压，基本被施加到水压检测部件的水压抵消，因此即使在水中，操作开关不会在不经意间被水压误按。此时同样地，由于利用跷跷板状的杆部件进行水压的抵消，因此可实现节省空间化。加之，通过具有使施加到水压检测部件上的水压大于施加到操作开关上的水压的结构，可以更加可靠地防止电源按钮6在不经意间被误按。这时，由于也考虑了弹簧弹力和摩擦力，因此可以更广泛地加以应用。
此外，在释放按钮5等中，由于利用了快门释放杆等杆部件，使快门释放轴等轴部件沿轴向位移，因此即使安装在轴部件上的O型密封圈与轴支承孔等存在摩擦力时，也可以减小按压力量，可以用适当的力量进行操作。加之，由于使释放按钮5恢复到非操作时的位置的快门释放弹簧等，被设置在比从支点到轴部件的距离更远的位置，因此可以减小对快门释放弹簧所要求的力量，可以使快门释放弹簧更加小型化。此时，通过调整快门释放部件的长度等，可以将通用弹簧作为快门释放弹簧使用，来降低成本。
进而，可以提供不受水压力影响的节省空间的水中开关机构。此外，可以调节按压操作部件的操作力量。进而，根据需要，可以使水中或非水中的按压操作部件的操作力量相同。
上面已经参照附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是应当理解到，本发明并不限于这些具体的实施例，并且本领域的技术人员能够在不脱离本发明的精神实质或在本发明的保护范围内进行各种变换和变形。
权利要求
1.一种水中开关机构，其特征在于，包括外壳部件，其具有第1孔和第2孔；第1按压操作部件，其相对于所述外壳部件的第1孔进行防水设置；第2按压操作部件，其相对于所述外壳部件的第2孔进行防水设置；第1开关装置，其通过所述第1按压操作部件进行开/关；第2开关装置，其通过所述第2按压操作部件进行开/关；以及杆部件，其配置成，相对于设在所述外壳部件的支点自由转动地进行设置，当向第1方向转动时，可在第1接触点按压所述第1按压操作部件，当向与第1方向相反的第2方向转动时，可在第2接触点按压所述第2按压操作部件，此处，将在所述第1按压操作部件插入所述第1孔的状态下的水和空气的边界部的截面积设为S1，将在所述第2按压操作部件插入所述第2孔的状态下的水和空气的边界部的截面积设为S2，将从所述支点到第1接触点的距离设为R1，将从所述支点到第2接触点的距离设为R2，将所述第1按压操作部件被压入时的静摩擦力设为F1，将所述第2按压操作部件被压入时的静摩擦力设为F2，进而，将水压设为P时，使下式满足P×S1×R1+F1×R1＝P×S2×R2+F2×R2以保持所述杆部件对水压的转动平衡。
2.如权利要求1所述的水中开关机构，其特征在于，所述第1按压操作部件构成为，对预定水深中的水压P，满足，P×S1＞＞F1，所述第2按压操作部件构成为，对预定水深中的水压P，满足，P×S2＞＞F2，所述第1孔和所述第2孔的构成为S1＝S2，所述杆部件构成为R1＝R2。
3.如权利要求1所述的水中开关机构，其特征在于，所述第1孔和所述第2孔的结构分别用作插通轴状部件的轴孔，所述第1按压操作部件具有第1轴部件，其可以防水地嵌合到所述第1孔中，并可沿轴方向位移，所述第2按压操作部件具有第2轴部件，其可以防水地嵌合到所述第2孔中，并可沿轴方向位移，对于所述杆部件，当为操作所述第1按压操作部件而进行按压时，对所述第1轴部件进行按压的点就成为第1施力点，同时，提升所述第2轴部件的点就成为第1作用点，此外，当为操作所述第2按压操作部件而进行按压时，对所述第2轴部件进行按压的点就成为第2施力点，同时，提升所述第1轴部件的点就成为第2作用点。
4.如权利要求3所述的水中开关机构，其特征在于，所述第1轴部件、所述第2轴部件以及所述杆部件分别分体地构成，并与该杆部件的转动无关，使该第1轴部件沿作为垂直所述外壳部件的表面的直线的第1轴进行位移，同时，使该第2轴部件沿作为垂直所述外壳部件的表面的直线的第2轴进行位移。
5.如权利要求3所述的水中开关机构，其特征在于，所述第1轴部件、所述第2轴部件以及所述杆部件，由具有弹性的材料构成为一体。
6.如权利要求1所述的水中开关机构，其特征在于，所述杆部件以通过支点的直线的一部分为转轴，形成为，从该转轴的中心起朝向施力点的直线与从该转轴的中心起朝向作用点的直线之间所夹的角α为0°＜α≤180°的大致折线的形状。
7.一种水中开关机构，其特征在于，包括外壳部件，其具有第1孔和第2孔；按压操作部件，其相对于所述外壳部件的第1孔进行防水设置；开关装置，其通过所述按压操作部件的移动进行开/关；水压检测装置，其相对于所述外壳部件的第2孔进行防水设置；以及杆部件，其绕着设置于所述外壳部件内部的转动支撑部自由转动地进行配置，在水中，通过水压按压所述水压检测装置，使由此而产生的水压检测力量作用到所述按压操作部件，此处，所述水压检测力量被设定为大于等于下列两个力量的合力的大小，其中一个是所述按压操作部件受到的来自作为外力的水压的外部压力，另一个是作用在与该外部压力的作用方向相反方向的力，即所述按压操作部件受到的来自内部部件的内部力。
8.如权利要求7所述的水中开关机构，其特征在于，所述内部力，是所述按压操作部件移动时产生的静摩擦力，以及来自于所述杆部件为了使所述按压操作部件向所述外壳部件的外侧移动而设置的弹力装置的弹力。
9.一种水中开关机构，其特征在于，包括按压操作部件，其通过外部操作，相对外壳部件可防水地移动，并在水中承受使水和空气的边界部中的第1截面积对应水压而产生的第1力量；开关装置，其通过所述按压操作部件的移动进行开/关；水压力量产生部件，其对外壳部件进行防水设置，在水和空气的边界部具有第2截面积，在水中，使该第2截面积产生对应水压的第2力量；以及传递部件，其将所述第2力量传递到所述按压操作部件，此处，通过构成为使所述水压力量产生部件中的第2截面积大于所述按压操作部件中的第1截面积，而使所述水压力量产生部件所产生的第2力量，大于所述按压操作部件受到的第1力量。
10.一种水中开关机构，其特征在于，包括外壳部件，其具有第1孔和第2孔；按压操作部件，其相对所述外壳部件的第1孔进行防水设置，并可从该外壳部件的外部进行操作；开关装置，其可以通过所述按压操作部件进行开/关；水压检测部件，其被防水设置在所述外壳部件的第2孔中，在水中产生对应水压的力量；以及杆部件，其可围绕支点转动，在水中在施力点受到从所述水压检测部件产生的力量，在作用点，使所述按压操作部件作用，由此使施加到该按压操作部件的水压基本平衡。
11.如权利要求10所述的水中开关机构，其特征在于，将所述第1孔相对水压的有效的最小截面积设为Sa，将所述第2孔相对水压的有效的最小截面积设为Sb，将从所述杆部件的支点到作用点之间的距离设为Ra，将从该杆部件的支点到施力点之间的距离设为Rb，于是，该第1孔、第2孔以及杆部件的结构应满足下列关系式，Sa×Ra≤Sb×Rb。
全文摘要
本发明提供一种水中开关机构，其具有作为外壳部件的后盖；嵌合到设置在该后盖上的具有相同截面积的二个轴孔中，并可沿轴方向位移的2个轴部件；使轴部件和轴孔保持防水的O型密封圈；可以将该2个轴部件按压/提升地卡合在该轴部件上，并在水中使施加到一方的轴部件的水压被施加到另一方的轴部件的水压抵消的杆部件。
文档编号G03B17/02GK1782853SQ20051012436
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者松本直树, 森一幸, 坂口胜久, 平林刚 申请人:奥林巴斯映像株式会社