JP4371895B2 - キースイッチ構造 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機等の電子機器において用いられているキースイッチ構造に関し、特に方向キースイッチに好適な構造に関する。

携帯電話機等の電子機器には、上下左右の４つの位置に押し釦スイッチを配置した４方向キーを備え、該４方向キーを操作することにより所望の信号処理を実行させる方向キースイッチ装置が採用されている（特許文献１〜２参照）。

この方向キースイッチ装置は、スイッチ基板に例えば四辺形のコーナを占める位置に４つの押し釦スイッチを配置し、その上に位置するキーパッドと、該キーパッドの上に位置して前記４つの押し釦スイッチを覆う方向キー基体と、該方向キー基体を外部に突出させる開口が設けられた筐体とからなり、４つの押し釦スイッチの何れかの位置を前記方向キー基体上から押下することにより、押下された位置の押し釦スイッチがオンとなり、所定の信号処理が実行される。

図９は、このような方向キースイッチの従来の構成例を示す断面図であり、スイッチ基板９には、粘着のり付きＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート８でスイッチ基板９に固定され押圧された時にその中心が基板９に配線された接点と接触することで導通を実現し所定の入力を可能にするメタルドーム１１が、各スイッチ接点に対応して配置され、また、各キーの照明用ＬＥＤ１４が適宜の位置に配置されている。

一方、メタルドーム１１に対して押圧操作を行う方向キー２は、筐体１とＰＥＴシート８の間に配置されたラバーシート４に接着固定され、方向キー２の周囲に設けられたキーフランジ１３の上面が筐体１の所定位置に設けられた開口部の下面との間に一定の隙間１５を設けて重なるように配置されている。このラバーシート４のＰＥＴシート８と対向する面側には、方向キー２に対して押圧操作がされたときに方向キー２を傾斜させるために方向キー２の中心に位置するように設けられた突起５と、メタルドーム１１を押下するために突起５を中心とした円周上に設けられた押し子６を有している。

方向キー２の周囲に設けられたキーフランジ１３は、照明用ＬＥＤ１４の光が筐体１の開口部と方向キー２の隙間から漏れるのを防止する目的で設けられている。また、キーフランジ１３の上面と筐体１の開口部下面との間には、方向キー２の押圧操作時に突起５を支点とした方向キー２の傾きを許容するために隙間１５が形成される。

特開２００３−４５２９０号公報 特開２００３−２７２４８５号公報

方向キー２はラバーシート４に固着されており、かつ方向キー２の周囲に設けられたキーフランジ１３と筐体１の開口部の間には一定の隙間１５が設けられているため、例えば携帯電話機がこの方向キー２を備えている場合、着信時のスピーカ音あるいはバイブレータの作動により筐体１が振動すると、その振動がラバーシート４を介して方向キー２に伝わり、キーフランジ１３と筐体１の開口部とが振動により接触して、方向キー２からビリツキ音が発生することがあり、ユーザに不快感を与えることがある。

このようなビリツキ音の発生を防ぐために、従来図１０に示すように、ラバーシート４のキー下の面を基準面より１段高くし、組み立てた時にこの段差を筐体１により押さえつけることによってキーフランジ１３を筐体１に押し付け、突起５と基板９の間及びメタルドーム１１と押し子６の間には隙間を設けた構成（図１０ａ）が提案されている。この構成によれば、キーのビリツキ音には効果があるが、方向キーを傾ける際に突起５と基板９の間に隙間があるため、キーを押す場所によってキーの支点が変わり操作感が不安定である。また、キーのストロークがメタルドームのストロークより大きくなるので応答性を鈍く感じ指も疲れやすい。更に、筐体からのキーの凸量を十分とれない場合は、キーが筐体より沈み込むため指の腹が筐体の穴の角に当たり押し難いという問題（図１０ｄ）もある。

また、図１１に示すように、キー２のフランジを削除した構成のものもある。これはキーフランジの移動範囲が各方向で異なる非円形の方向キーに使われる事があるが、キー２のビリツキ音の発生と、キー２と筐体１の開口部との間の隙間からＬＥＤの光漏れを防ぐ対策としてラバーシート４に遮光印刷をする必要があった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、方向キーを有する携帯電話機等の電子機器において、遮光性を確保し、方向キーの操作感を損なわずに、該電子機器が備える着信報知用バイブレータやスピーカの動作が原因で発生する方向キー等のビリツキ音を防止する手段を提供することにある。

本発明は、スイッチ基板上に設定された多角形のコーナを占めるように該スイッチ基板に配置された複数の押し釦スイッチと、支点が前記多角形の中心に設定され、前記スイッチ基板を収容する筐体の開口部から突出するように配置された押圧部の操作に対して前記支点を中心として傾くことにより前記複数の押し釦スイッチを押下可能に構成された方向キーと、一方の面に前記方向キーが接着固定され、他方の面に前記方向キーを傾けるための支点となる突起が前記スイッチ基板に接するように配置されたラバーシートとを備えた電子機器の方向キースイッチ構造において、前記方向キーの周囲に設けられているキーフランジの上面と前記筐体の開口部周辺の下面との間に設定された前記支点を中心とした前記方向キーの傾きを許容するための隙間に、クッション部材を介在させたことを特徴とする。

また本発明の他の実施形態では、スイッチ基板上に設定された多角形のコーナを占めるように該スイッチ基板に配置された複数の押し釦スイッチと、支点が前記多角形の中心に設定され、前記スイッチ基板を収容する筐体の開口部から突出するように配置された押圧部の操作に対して前記支点を中心として傾くことにより前記複数の押し釦スイッチを押下可能に構成された方向キーと、一方の面に前記方向キーが接着固定され、他方の面に前記方向キーを傾けるための支点となる突起が前記スイッチ基板に接するように配置されたラバーシートとを備えた電子機器の方向キースイッチ構造において、前記方向キーの周囲に設けられたキーフランジの上面と前記筐体の開口部の下面との間における前記支点を中心とした前記方向キーの傾きを許容するために、前記キーフランジまたは前記開口部の周囲を、前記方向キーが傾斜して前記キーフランジが前記開口部の下面と当接したときに変形する軟質材で成形したことを特徴とする。

また本発明の他の実施形態では、スイッチ基板に配置された押し釦スイッチと、前記スイッチ基板を収容する筐体の開口部から突出するように配置された押圧部の操作により前記押し釦スイッチを押下可能に構成されたキーと、一方の面に前記キーが接着固定され、他方の面が前記押し釦スイッチと当接されたラバーシートとを備えた電子機器の方向キースイッチ構造において、前記キーの周囲に設けられているキーフランジの上面と前記筐体の開口部周辺の下面との間に、クッション部材を介在させたことを特徴とする。

本発明によれば、方向キーを有する機器、例えば携帯電話機において、方向キーがその中心にある突起を常に支点として傾斜することで操作感が安定し、更にキーフランジと筐体の間に設けられたクッションあるいは軟質材により、バイブ作動時やスピーカ音が原因で発生するキーのビリツキ音を防止することができる。

図１は、本発明の方向キースイッチ構造が適用される携帯電話機の正面図およびラバーシート上の押し子配置を示す正面図であり、図２は、本発明の第１の実施形態を示す携帯電話機の分解斜視図であり、図３は、本実施形態の方向キースイッチ構造の断面図である。また、図４は、本実施形態の方向キースイッチが操作されたときの状態を示す断面図である。以下、図１〜図４を参照して本実施形態の構成及び動作について説明する。

本実施形態では、携帯電話機はキー操作部、マイク等が設けられた第１の筐体と、表示部、スピーカ等が設けられた第２の筐体とがヒンジ部により折り畳み可能に構成されており、方向キー２は、第１の筐体のフロントケース１上に、テンキー３などとともに配置されている。なお、本発明は折り畳みヒンジ機構を設けない単一筐体からなる携帯電話機等の電子機器に対しても適用可能である。

この第１の筐体はフロントケース１とリアカバー１０で構成され、フロントケース１には、方向キー２、テンキー３等をそれぞれ筐体外部に突出させる開口部が設けられており、方向キー２、テンキー３等を接着固定したラバーシート４がフロントケース１の内面に対向して配置されることにより、これらの方向キー２、テンキー３等の押圧面がフロントケース１の開口部から僅かに突出した状態で保持される。また、スイッチ基板９には、粘着のり付きＰＥＴシート８により基板９に固定され押圧された時にその中心が基板９に配線された接点と接触することで導通を実現し所定の入力を可能にするメタルドーム１１が、各スイッチ接点に対応して配置されている。

方向キー２の押圧位置、およびテンキー３等の配置位置は、各メタルドーム１１の位置と対応しており、また、ラバーシート４下面即ちＰＥＴシート８と対向する面側には、方向キー２あるいはテンキー３が押圧操作されたとき対応するメタルドーム１１を押下する突起状の押し子６と、方向キー２の中心に位置して方向キー２に対する押圧操作が行われた際に支点となって方向キー２を傾斜させるための突起５が設けられている。

基板９には、各キーの照明用ＬＥＤ１４が適宜の位置に配置されており、方向キー２の周囲に設けられているキーフランジ１３は、照明用ＬＥＤ１４の光がフロントケース１の開口部と方向キー２の隙間から漏れるのを防止する。

フロントケース１に設けられた上記開口部のうち、方向キー２を突出させる開口部の周囲内面には、クッション７が貼り付けられている。このクッション７は、発泡ウレタンなどのやわらかい材質からなり、このクッション７を方向キー２のキーフランジ１３上面と当接させることにより方向キー２の周囲を上部から抑え、キーフランジ１３がフロントケース１の開口部内面と直接接触しないように構成されている。

方向キー２に設けられた押し子６は、突起５を中心とする多角形（実施例では正方形）のコーナを占めるようにそれぞれ配置されており、図４に示すように、方向キー２の特定の押し子位置を矢印方向に押下すると、方向キー２が突起５を支点として傾き始め、押下された位置とは反対側に位置するキーフランジ１３がクッション７をつぶし始める。更に押下するとメタルドーム１１が基板９上のスイッチ接点と接触し、導通が実現して方向キー２をこれ以上押せない状態になるが、クッション７はキーフランジ１３の移動範囲より厚く、発泡ウレタンなどのやわらかい材質であるので方向キー２の動作をほとんど妨げることはない。

また、方向キー２を操作しないときは、キーフランジ１３はラバーシート４によってクッション７に押し付けられているので、携帯電話への着信時におけるバイブレータの動作あるいはスピーカの音で筐体が振動しても、該振動はクッション７により吸収され方向キー２には伝わらないので、方向キー２とフロントケース１が接触することにより発生するビリツキ音を防ぐことができる。

なお、実施例ではクッション７を、フロントケース１の方向キー２を突出させる開口部周囲内面に貼り付けているが、このクッション７を、キーフランジ１３の上面側に貼り付けても同様の作用効果を得ることができる。

図５は、本発明の第２の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図であり、図では、矢印で示されている位置を押下した状態を示している。

本実施形態では、第１の実施形態におけるクッション７の代わりに、ゴムやエラストマーなどの軟質材を使ったクッション部１５を、筐体（フロントケース）１と一体成形した構成となっている。本実施形態においても、方向キー２の特定の押し子位置が矢印方向に押下されると、方向キー２が突起５を支点として傾き始め、押下された位置とは反対側に位置するキーフランジ１３がクッション部１５をつぶし始める。更に押下するとメタルドーム１１が基板９上のスイッチ接点と接触し、導通が実現して方向キー２をこれ以上押せない状態になるが、クッション部１５はキーフランジ１３の移動範囲より厚い軟質材で構成されており、方向キー２の動作をほとんど妨げることはない。

また、方向キー２を操作しないときは、キーフランジ１３はラバーシート１２によってクッション部１５に押し付けられているので、携帯電話への着信時におけるバイブレータの動作あるいはスピーカの音で筐体が振動しても、該振動はクッション部１５により吸収され方向キー２には伝わらないので、方向キー２とフロントケース１が接触することにより発生するビリツキ音を防ぐことができる。

図６は、本発明の第３の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図であり、図では、矢印で示されている位置を押下した状態を示している。

本実施形態では、第２の実施形態における、ゴムやエラストマーなどの軟質材を使ったクッション部１６を、キーフランジ１３と一体成形した構成となっている。本実施形態においても、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図７は、本発明の第４の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図であり、図では、矢印で示されている位置を押下した状態を示している。

本実施形態では、方向キー２を突出させる筐体（フロントケース）１の開口部は、方向キー２の側面及びキーフランジ１３と対向している開口部側面とその側面から突出するフランジ部をゴムやエラストマーなどの軟質材を使ったクッション部１７として筐体１と一体成形した構成となっている。本実施形態の場合、方向キー２の特定の押し子位置が矢印方向に押下されると、方向キー２が突起５を支点として傾き始め、押下された位置とは反対側に位置するキーフランジ１３によりクッション部１７が変形して上へ押し上げられる。更に押下するとメタルドーム１１が基板９上のスイッチ接点と接触し、導通が実現して方向キー２をこれ以上押せない状態になるが、クッション部１７の変形許容量はキーフランジ１３の移動範囲より大きく形成されており、方向キー２の動作をほとんど妨げることはない。

また、方向キー２を操作しないときは、キーフランジ１３はラバーシート１２によってクッション部１７に押し付けられているので、携帯電話への着信時におけるバイブレータの動作あるいはスピーカの音で筐体が振動しても、該振動はクッション部１７により吸収され方向キー２には伝わらないので、方向キー２によるビリツキ音は発生しない。

図８は、本発明の第５の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図であり、矢印の位置が押下された状態を示している。

本実施形態では、筐体１の開口部と対向している方向キーの周囲及び方向キー２の周囲側面に設けられたキーフランジを、ゴムやエラストマーなどの軟質材を使ったクッション部１８として一体成形した構成となっている。本実施形態の場合、方向キー２の特定の押し子位置が矢印方向に押下されると、方向キー２が突起５を支点として傾き始め、押下された位置とは反対側に位置するクッション部１８からなるフランジ部が変形して下方に押し下げられる。更に押下するとメタルドーム１１が基板９上のスイッチ接点と接触し、導通が実現して方向キー２をこれ以上押せない状態になるが、クッション部１８の変形許容量はキーフランジとしての移動範囲より大きく形成されており、方向キー２の動作をほとんど妨げることはない。

また、方向キー２を操作しないときは、クッション部１８で形成されたキーフランジの上面は、ラバーシート１２によって筐体（フロントケース）１の開口部下面に押し付けられているので、携帯電話への着信時におけるバイブレータの動作あるいはスピーカの音により筐体が振動しても、該振動はクッション部１８により吸収され方向キー２には伝わらないので、方向キー２によるビリツキ音は発生しない。

また、上記各実施形態では，方向キースイッチ２その対象としているが、キーが上下にのみ移動するように構成されたテンキー３等のフランジ部と該テンキーが突出する筐体１の開口部周辺下部に本発明のクッション部材７を介在させてもよい。例えば、携帯電話機等において、着信時のバイブレータの鳴動により筐体１が振動し、この振動によりテンキー３のフランジ部と筐体１の開口部周辺下部が接触してビリツキ音が発生する場合には、テンキー３のフランジ部と該テンキーが突出する筐体１の開口部周辺下部の間に上記クッション部材７を介在させることにより、テンキー３のビリツキ音を抑制可能となる。

本発明が適用される携帯電話機の正面図およびラバーシート上の押し子配置を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態を示す携帯電話機の分解斜視図である。 本実施形態の方向キースイッチ構造の断面図である。 本実施形態の動作状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 本発明の第４の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 本発明の第５の実施形態を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 従来例を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 従来の他の例を示す方向キースイッチ構造の断面図である。 従来の更に他の例を示す方向キースイッチ構造の断面図である。

符号の説明

１ 筐体（フロントケース）
２ 方向キー
３ テンキー
４，１２ ラバーシート
５ 突起
６ 押し子
７ クッション部材
８ 粘着のり付ＰＥＴシート
９ スイッチ基板
１０ リアカバー
１１ メタルドーム
１３ キーフランジ
１４ ＬＥＤ
１５，１６ 軟質材を使ったクッション部
１７ 軟質材により一体成形された開口部周囲
１８ 軟質材により一体成形されたキーフランジ部

Claims (2)

1. スイッチ基板上に設定された多角形のコーナを占めるように該スイッチ基板に配置された複数の押し釦スイッチと、支点が前記多角形の中心に設定され、前記スイッチ基板を収容する筐体の開口部から突出するように配置された押圧部の操作に対して前記支点を中心として傾くことにより前記複数の押し釦スイッチを押下可能に構成された方向キーと、一方の面に前記方向キーが接着固定され、他方の面に前記方向キーを傾けるための支点となる突起が前記スイッチ基板に接するように配置されたラバーシートと、キー照明用の光が前記方向キーと前記筐体の開口部の隙間から漏れるのを防止するために前記方向キーの周囲側面に設けられたキーフランジとを備えた電子機器の方向キースイッチ構造において、
   前記筐体の開口部と対向している前記方向キーの側面及び前記キーフランジは軟質材で成形されるとともに、該軟質材からなるキーフランジは、前記方向キーが操作されないとき前記ラバーシートによりその上面を前記筐体の開口部下面に押し付けられており、前記方向キーが操作されたとき前記支点を中心とした前記方向キーの傾きを許容するために変形されることを特徴とする電子機器の方向キースイッチ構造。
2. 請求項１に記載のキースイッチ構造を備えていることを特徴とする携帯電話機。
   

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