JP4214465B2

JP4214465B2 - キーシート

Info

Publication number: JP4214465B2
Application number: JP2003114833A
Authority: JP
Inventors: 武西村
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004319396A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、カーオーディオ装置など各種機器の操作部に使用する押釦スイッチ用のキーシートに関し、特に機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から複数のキートップを露出させて使用するのに好適なキーシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば図１２で示す携帯電話機１のように、操作部の小型化やデザイン性などの要請から、筐体１ａに形成した仕切桟の無い操作開口１ｂからキーシート２の複数のキートップ３を密集状態で露出させた押釦スイッチが知られている。この従来例におけるキーシート２は、図１３で示すように、シリコーンゴムでなるベースシート４に、複数すなわち計１７個のキートップ３を固着したものである。即ち、中央上部にある大型で上下左右の方向入力を行う１個のキートップ３ａと、その左右にある小型で４個のキートップ３ｂと、それらの下側にある１２個の中型のキートップ３ｃとで構成される。隣り合うキートップ３ａ，３ｂ，３ｃどうしの間隔は大変狭く、例えば０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の狭ピッチで配置されており、操作開口１ｂとの隙間も同程度で大変狭くなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、キーシート２の取付構造は、図１４で示すように、筐体１ａの裏面１ｃにおける操作開口１ｂの開口縁側部分と筐体１ａに内蔵する回路基板１ｄとで、ベースシート４の外縁側部分を、全周にわたって圧接して保持した構造とされており、圧接部分よりも内側では筐体１ａや回路基板１ｄに対して拘束されない取付構造となっている。このため携帯電話機１の使用時にキーシート２を、例えば図１５のように直立させたり、図１６のように下向きに倒すと、キートップ３の重量に負けて柔軟なシリコーンゴムでなるベースシート４が全体的に延びて歪んでしまうことがある。そして、キーシート２が歪んでしまうと、ベースシート４の押し子４ａと、回路基板１ｄの金属皿ばねと接点回路でなる接点スイッチ１ｅと、の間に位置ずれが生じて、キートップ３を押圧しても入力出来ないという操作不良が生じることがある。また、ベースシート４の歪みの態様に応じてキートップ３ごとに入力時の押圧ストローク量が異なり操作性に悪影響を及ぼすことがある。更に、携帯電話機１の見栄えを損ねてしまうという問題もある。
【０００４】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、直立させたり傾倒させても歪みを抑えることができるキーシートを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、ベースシートと、ベースシートに配置されて機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップと、を備えるキーシートについて、ベースシートを、各キートップを支持する基台部と、基台部を架け渡して固着させる貫通孔を有する樹脂フィルムと、を備えるものとして構成した。
【０００６】
本発明によれば、樹脂フィルムの貫通孔を基台部で穴埋めした構造によって、樹脂フィルムが基台部で補強されるため、従来のシリコーンゴムでなるベースシートよりも全体剛性を向上することができ、キーシートを直立させたり傾倒させたりしても、全体的な歪みの発生が抑制される。よって、機器すなわち使用時にキーシートを直立させたり傾倒させる携帯電話機やＰＤＡなどの携帯機器についてキーシートを直立させたり傾倒させたりしても、キートップと接点スイッチとの位置ずれによる操作不良や、キートップごとに押圧ストローク量が明らかに相違することによる操作感の悪化、更には目視による機器のデザイン性への悪影響を可及的に低減することができる。
【０００７】
前記本発明については、例えば以下のような具体的な形態とすることで、更にキーシートの全体的な歪みの発生を確実に抑制することができる。
【０００８】
前記本発明については、樹脂フィルムに、ベースシートの歪みを規制する補強部材を設ける構成とすることで、確実に歪みの発生を抑制できる。このような補強部材の具体例としては、樹脂フィルムに接着した樹脂成形体として構成することが可能で、この場合の樹脂成形体は、単一の成形体であっても、材質の異同に拘わらず複数の成形体であってもよい。また、型成形により樹脂フィルムと一体成形した樹脂成形体として構成することが可能であり、この場合の型成形は例えばインサート成型、インモールド成形を利用することができる。更に、樹脂フィルムに塗布した液状樹脂の硬化体として構成することが可能であり、この場合の液状樹脂は、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、加圧加湿硬化型などの反応硬化型樹脂、あるいは熱可塑性樹脂などの無反応硬化型樹脂などを利用することができる。
【０００９】
また、前記本発明について、基台部をゴム状弾性体で形成し、該基台部にキートップを押圧変位可能に浮動支持する可撓部を設けたものとして構成すれば、前述のようにキーシートの全体剛性を高めつつも、基台部の可撓部によりキートップを押圧方向へ変位させて行うスイッチ入力が実現される。
【００１０】
さらに、前記本発明について、基台部を硬質樹脂で形成し、樹脂フィルムに基台部を押圧変位可能に浮動支持する可撓部を設けたものとして構成すれば、前述のようにキーシートの全体剛性を高めつつも、樹脂フィルムの可撓部によりキートップを押圧方向へ変位させて行うスイッチ入力が実現される。
【００１１】
以上の本発明における樹脂フィルムは、機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から基台部で支持する複数のキートップを露出させた状態で直立させたり傾倒させても、全体的に歪みの発生を抑制するものとして構成される。つまり、キートップ（押し子）と接点スイッチとの位置ずれによる操作不良が発生すること、操作開口に露呈するキートップごとに押圧ストローク量が明らかに相違することによる操作感の悪化が発生すること、機器のデザイン性への悪影響が無いことすなわち機器の筐体からキーシートが明らかに膨出する状態を目視で看取できないこと、といった要求特性を充足することが必要である。したがって、少なくともこれらの要求特性を充足すれば、その硬軟や厚みに拘わらず、本発明における樹脂フィルムとして使用できる。
【００１２】
より具体的には、前記貫通孔間に補強部材を有しない前記本発明については、機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から基台部で支持する複数のキートップを露出させた状態で直立させたり傾倒させても、全体的に歪みの発生を抑制できる剛性の樹脂フィルムを使用する。
【００１３】
一方、前記貫通孔間に補強部材を有する前記本発明については、機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から基台部で支持する複数のキートップを露出させた状態で直立させたり傾倒させても、補強部材と相俟って全体的に歪みの発生を抑制できる樹脂フィルムを使用する。そしてこの樹脂フィルムを、基台部を硬質樹脂で形成し、樹脂フィルムに基台部を押圧変位可能に浮動支持する可撓部を設けた本発明に適用する場合には、キートップの押圧によるスイッチ入力が容易に行える程度に剛性が低く柔軟な樹脂フィルムを使用するのが好ましい。このような樹脂フィルムであれば、キートップの押圧による可撓部の変形が容易で適度な押圧荷重でスイッチ入力を確実に行えるからである。
【００１４】
こうした要求特性を充足する本発明における樹脂フィルムの材質としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミドなどのものを使用することができ、またこれらに属するアロイフィルムを使用することができる。
【００１５】
また、基台部をゴム状弾性体にて形成した本発明におけるゴム状弾性体の材質としては、例えばシリコーンゴムなどの合成ゴムや熱可塑性エラストマーを使用することができ、その硬度は、ＪＩＳＫ６２５３で規定する硬さでタイプＡ４０〜８０のものが好ましい。硬度がタイプＡ４０未満であると、基台部が軟らかくなり過ぎてスイッチ入力する際の押圧感が悪くなってしまう不都合がある。一方、硬度がタイプＡ８０を超えると、可撓部が変形しにくくスイッチ入力が成される押圧荷重が重くなるという不都合があるためである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術と共通する構成、各実施形態で共通する構成については、同一の符号を付して重複説明を省略する。なお、以下の説明では、「機器」として従来技術の説明と同様に携帯電話機１に適用する押釦スイッチ用のキーシートについて説明する。
【００１７】
第１実施形態〔図１〜図３〕；本形態のキーシート１１は、ベースシート１２とベースシート１２に固着したキートップ３とで構成される。
【００１８】
ベースシート１２は、上部に矩形状の舌片部を有する角丸長方形状で一枚の樹脂フィルム１３を基体として備える。樹脂フィルム１３には、格子状に残存させた桟部１３ａによって、各キートップ３を設ける部分に矩形状の貫通孔１４が形成されている。各貫通孔１４は、ゴム状弾性体としての熱可塑性エラストマーでなる基台部１５にて閉塞されている。基台部１５には、図２，図３でその拡大断面を示すように、その上面にキートップ３が図外の接着剤で固着されており、その底面に下向きに突出する円柱形状の押し子１６が形成されている。基台部１５の外縁側には可撓部１７が形成されており、図中下方向への押圧により変位可能としてキートップ３を浮動支持している。このように貫通孔１４を基台部１５で穴埋めした構造とすることで、ベースシート１２の全体剛性が向上し、キーシート１１を直立させたり傾倒させてキートップ３の重量を持たせても、キーシート１１の全体的な歪み変形が抑制される。したがって、押し子１６と回路基板１ｄの接点スイッチ１ｅとの位置ずれによる操作不良が生じること、キートップ３ごとに押圧ストローク量が明らかに相違することによる操作感の悪化が生じること、更には携帯電話機１のデザイン性が損なわれることと、いった問題が生じないようにされている。
【００１９】
ここでベースシート１２を構成する各部の材質につき説明する。まず本形態における樹脂フィルム１３としては、携帯電話機１の筐体１ａに形成した仕切桟の無い操作開口１ｂから基台部１５で支持する複数のキートップ３を露出させた状態で直立させたり傾倒させても、キーシート１１の全体的な歪みの発生を抑制することのできる剛性のある硬質のものが使用される。また、その材質は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミドなどのものを使用することができ、これらに属するアロイフィルムを使用することもできる。以上のような樹脂フィルム１３の具体例としては、例えばユーピロン（登録商標）フィルム（三菱瓦斯化学株式会社）、パンライト（登録商標）シート（株式会社帝人）を使用することができる。
【００２０】
また、基台部１５を成す熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、エステル系、ウレタン系、オレフィン系、アミド系、ブタジエン系、エチレン−酢酸ビニル系、塩化ビニル系、フッ素ゴム系、イソプレン系、塩素化ポリエチレン系などのものを使用することができる。また、その硬度は、ＪＩＳＫ６２５３で規定する硬さでタイプＡ４０〜８０のものが好ましい。硬度がタイプＡ４０未満であると、基台部１５が軟らかくなり過ぎてスイッチ入力する際の押圧感が悪くなってしまう不都合がある。一方、硬度がタイプＡ８０を超えると、可撓部１７が変形しにくくスイッチ入力が成される押圧荷重が重くなるという不都合があるためである。
【００２１】
以上のようなベースシート１２を製造するには、抜き型などにより樹脂フィルム１３に貫通孔１４を形成してから射出成形金型に移載する。そして、基台部１５を成形するキャビティ内に熱可塑性エラストマーを射出して硬化処理を行う。これによって各貫通孔１４に基台部１５が一体成形されると、ベースシート１２が得られることとなる。この後は、各基台部１５に所定のキートップ３を接着することで、本形態のキーシート１１が得られることとなる。
【００２２】
第２実施形態〔図４〜図６〕；本形態のキーシート２１が第１実施形態と異なるのは、ベースシート２２の樹脂フィルム１３に、熱可塑性エラストマーでなる補強外枠２３が一体成形されている点である。このように樹脂フィルム１３の外縁を被覆する補強外枠２３を形成することで、ベースシート２１の全体剛性が第１実施形態よりも更に向上される。そして、熱可塑性エラストマーでなる補強外枠２３は、携帯電話機１の筐体１ａの裏面１ｃにおける操作開口１ｂの開口縁側部分と筐体１ａに内蔵する回路基板１ｄとで圧接により保持する際に、圧接を与える面に対する形状追従性が良い。したがって、操作開口１ｂから筐体１ａ内部へ侵入しようとする液体や塵埃に対するシール性が良く、強い保持力も発揮することができる。
【００２３】
第３実施形態〔図７，図８〕；本形態のキーシート３１は、ベースシート３２を構成する樹脂フィルム１３の裏面全体に、液状樹脂を塗布し硬化させた硬化体としての補強層３３を形成したものである。また、貫通孔１４どうしを隔てる樹脂フィルム１３の桟部１３ａの表裏について、基台部１５と一体成形した熱可塑性エラストマーでなる補強層３４を形成している。このように本形態では、樹脂フィルム１３全体を補強層３３で補強した上で、薄くて細い桟部１３ａについては補強層３４で更に補強することによって、ベースシート３２の全体剛性を向上させており、キーシート３１の歪みの発生をより確実に抑制できる。
【００２４】
補強層３３については、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、加圧加湿硬化型などの反応硬化型樹脂、あるいは熱可塑性樹脂などの無反応硬化型樹脂などを利用することができる。そして、この中でも特に加圧湿気硬化型や光硬化型の反応硬化型樹脂は、低温で早く硬化させることができ、生産性効率を高めることができる点で好ましい。また、加熱の必要が無く、樹脂フィルム１３として軟化点の低いものや耐熱性の低いものを使用することができるため、熱可塑性エラストマーと樹脂フィルム１３の材質選択の幅を拡大できる点でも好ましい。そして、補強層３３，３４による補強が与えられる結果、本形態の樹脂フィルム１３としては、前述の各実施形態のものより剛性が低くて軟らかい材質のものを利用することができる。
【００２５】
第４実施形態〔図９，図１０〕；本形態のキーシート４１は、ベースシート４２の基台部４３を硬質樹脂で形成した点が前述の各実施形態と相違している。このような基台部４３は、前述の第１実施形態と同様の方法、即ち射出成形により樹脂フィルム１３に一体成形することが可能である。また、本形態のベースシート４２では、貫通孔１４どうしを隔てる樹脂フィルム１３の桟部１３ａの裏面に、薄板状の硬質樹脂成形体でなる補強内枠４４が接着剤によって固着されている。したがって、本形態では、補強内枠４４によって桟部１３ａにおける剛性が向上される結果、ベースシート４２の全体剛性が向上され、キーシート４１の歪みの発生をより確実に抑制できる。そして、図１０で示すように、補強内枠４４の幅ｄ１は桟部１３ａにおける基台部４３間の間隔ｄ２よりも小さく、これによって桟部１３ａには基台部４３を浮動支持する可撓部１７が形成される。このように桟部１３ａを部分的に可撓部１７として利用し、補強内枠４４による補強が与えられる結果、本形態の樹脂フィルム１３としては、前述の各実施形態のものより剛性が低い柔らかいものが使用されている。その一例としては、ダイアミロン（登録商標）Ｃ（三菱樹脂株式会社）を使用することができる。したがって、本形態のキーシート４１は、全体的に歪みが生じない程度の剛性を確保しているが、可撓部１７が柔らかく良好な操作感を得ることができる。
【００２６】
実施形態の変更例；各実施形態の変更例を列挙して説明する。
【００２７】
前記実施形態では、キートップ３として熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、更にはシリコーンゴムや熱可塑性エラストマーなどのゴム状弾性体を材質とするものを利用できるのは勿論であるが、ベースシート１２，２２，３２，４２の剛性が高いため、重量が嵩む金属材質のものを利用することもできる。また、キートップ３については、文字、数字、記号などを表すインキや鍍金等でなる表示層が形成されていてもよい。
【００２８】
前記実施形態では、基台部１５，４３について、平面視長方形としたが、丸形でも楕円形でも、その他の多角形でもよい。また、ベースシート１２，２２，３２，４２の形状も、前記実施形態の例に拘わらず他の形状でもよい。
【００２９】
第１及び第２実施形態のキーシート１１，２１については、基台部１５を第４実施形態の基台部４３のように硬質樹脂にて形成してもよい。
【００３０】
第３実施形態のキーシート３１では、樹脂フィルム１３の桟部１３ａと補強層３３の双方を被覆する熱可塑性エラストマーでなる補強層３４を例示したが、何れか一方を被覆するだけであってもよい。また、補強層３３は樹脂フィルム１３の裏面全体に形成しているが、例えば第２実施形態の補強外枠２３に対応する部分と、第４実施形態の補強内枠４４に対応する部分だけに形成してもよい。つまり、部分的に形成してもよい。
【００３１】
第４実施形態のキーシート４１では、補強内枠４４を接着により樹脂フィルム１３に固着したが、基台部４３と同様に型成形により一体成形してもよい。また、補強内枠４４に対応するように、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、加圧加湿硬化型などの反応硬化型樹脂、あるいは熱可塑性樹脂などの無反応硬化型樹脂を塗布して硬化させることによって、補強内枠４４に対応する補強層を形成してもよい。
【００３２】
第４実施形態のキーシート４１では、樹脂フィルム１３の桟部１３ａの形状に対応する単一の成形体とした補強内枠４４を例示したが、これを複数の成形体に分割構成してもよい。また、第２実施形態の補強外枠２３を含めて単一の成形体として構成してもよいし、逆に部分的に桟部１３ａを補強しないものであってもよい。
【００３３】
更に、第３実施形態については、例えば図１１（Ａ）で示すように、桟部１３ａと補強層３３に貫通孔Ｈを形成し、ここに熱可塑性エラストマーを流し込んで固着させることで、固着面積を大きくするとともに表裏を繋げた連結構造によって、樹脂フィルム１３に対する固着力を高めることができる。また、第４実施形態の補強内枠４４を射出成形で形成する実施形態については、例えば図１１（Ｂ）で示すように、桟部１３ａに貫通孔Ｈを形成し、ここに溶融樹脂を流し込んで硬化させ固着させることで、固着面積を大きくするとともに表裏を繋げた連結構造によって、樹脂フィルム１３に対する固着力を高めることができる。
【００３４】
なお、以上の各実施形態では、携帯電話機１に使用するキーシート１１，２１，３１，４１を例示したが、それ以外の機器にも適用することができる。使用時にキーシートを直立させたり傾倒させることによる歪みを抑制できることを特徴としているため、特に使用時にキーシートを直立させたり傾倒させる携帯電話機やＰＤＡやリモートコントローラなどの携帯機器について好適である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のキーシートによれば、ベースシートの剛性が向上され、直立させたり傾倒させてもキーシートの歪みを抑えることができるので、直立させたり傾倒させた状態であっても、機器の入力操作を確実に行うことができ、機器のデザイン性を損ねることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態によるキーシート裏面の外観図。
【図２】図１のＳＢ−ＳＢ線断面図。
【図３】図１のＳＣ−ＳＣ線断面図。
【図４】第２実施形態によるキーシート裏面の外観図。
【図５】図５のＳＤ−ＳＤ線断面図。
【図６】図５のＳＥ−ＳＥ線拡大要部断面図。
【図７】第３実施形態によるキーシート裏面の外観図。
【図８】図７のＳＦ−ＳＦ線断面図。
【図９】第４実施形態によるキーシート裏面の外観図。
【図１０】図９のＳＧ−ＳＧ線断面図。
【図１１】各実施形態の変形例を示す拡大要部断面図。
【図１２】一従来例による携帯電話機の外観斜視図。
【図１３】図１２の携帯電話機に備えるキーシートの外観図。
【図１４】図１２のＳＡ−ＳＡ線相当の携帯電話機の概略断面図。
【図１５】携帯電話機を直立させた状態を示す図１４相当の概略断面図。
【図１６】携帯電話機を傾倒させた状態を示す図１４相当の概略断面図。
【符号の説明】
１携帯電話機（機器）
１ａ筐体
１ｂ操作開口
１ｃ裏面
１ｄ回路基板
１ｅ接点スイッチ
３キートップ
１１キーシート（第１実施形態）
１２ベースシート
１３樹脂フィルム
１３ａ桟部
１４貫通孔
１５基台部
１６押し子
１７可撓部
２１キーシート（第２実施形態）
２２ベースシート
２３補強外枠（補強部材（樹脂成形体））
３１キーシート（第３実施形態）
３２ベースシート
３３補強層（補強部材（硬化体））
３４補強層（補強部材（樹脂成形体））
４１キーシート（第４実施形態）
４２ベースシート
４３基台部
４４補強内枠（補強部材（樹脂成形体））

Claims

ベースシートと、ベースシートに配置されて機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップと、を備えるキーシートにおいて、
ベースシートを、各キートップを支持する基台部と、基台部を架け渡して固着させる貫通孔を有する樹脂フィルムと、を備えるものとして構成し、該樹脂フィルムにベースシートの歪みを規制する補強部材を設けたことを特徴とするキーシート。
補強部材が、基台部間の間隔よりも狭い幅で形成される請求項１記載のキーシート。
補強部材が、樹脂フィルムに接着した樹脂成形体である請求項１または請求項２記載のキーシート。
補強部材が、型成形により樹脂フィルムと一体成形した樹脂成形体である請求項１または請求項２記載のキーシート。
補強部材が、樹脂フィルムに塗布した液状樹脂の硬化体である請求項１または請求項２記載のキーシート。
液状樹脂が、加圧湿気硬化型または光硬化型の反応硬化型樹脂である請求項５記載のキーシート。
前記樹脂フィルムと前記補強部材の表裏を熱可塑性エラストマーで被覆して補強する請求項１〜請求項６何れか１項記載のキーシート。
基台部をゴム状弾性体で形成し、該基台部にキートップを押圧変位可能に浮動支持する可撓部を設けた請求項１〜請求項７何れか１項記載のキーシート。
基台部を硬質樹脂で形成し、樹脂フィルムに基台部を押圧変位可能に浮動支持する可撓部を設けた請求項１〜請求項７何れか１項記載のキーシート。