WO2008004375A1 - Dispositif électronique portable - Google Patents

Description

携帯電子機器

技術分野

[0001] 本発明は、操作キーを有する携帯電子機器に関する。

背景技術

[0002] 携帯電子機器の一例である携帯電話装置においては、昨今、何らかの特色を持つ ことが求められているが、携帯電話機を縦型化することは、そのような特色を持つ上 で重要な要素になっている。そのため、薄型の携帯電話機を実現するために様々な 手法が用いられている。

ところで、携帯電話機が薄型になると、携帯電話機外観を形成する筐体の剛性は、 自ずと低下してしまう。特に、筐体の外表面に配置されて押圧操作される操作キーの 十分なキー押し耐久性を確保するのは難しい。

このようなキー押し耐久性を確保することに対応したものとして、例えば、「携帯電子 機器及び BGAパッケージ保護装置」（特許文献 1参照)或いは「携帯機器」（特許文 献 2参照）が知られている。

[0003] 図 7は、従来のキー押し耐久性を確保するための対応例を示し、（a)は対応例 1の 断面説明図、（b)は対応例 2の断面説明図である。図 7に示すように、「携帯電子機 器及び BGAパッケージ保護装置」（対応例 1)は、操作ボタン 1によって制御されるマ イクロスイッチ laがプリント基板 2の一面側に取り付けられ、プリント基板 2の他面側に BGAパッケージ 2a, 2bに収納された回路素子が半田付けされており、 BGAパッケ ージ 2a, 2bがケース 3に突設された突起部 3a, 3bで押さえられている。つまり、対応 例 1に係る発明は BGAパッケージ 2a, 2bが突起部 3a, 3bにより押さえられることで、 キー押し操作に伴うはんだ剥離がな 、ように対策されて 、る ( (a)参照)。

[0004] また、「携帯機器」（対応例 2)は、フロント側に操作キー (操作ボタン） 1が配置され た第 1の基板 4aのリア側にラミネートフィルム電池 5が接着固定されると共に、ラミネ 一トフイルム電池 5のリア側に第 2の基板 4bが接着固定されて構成される。そして、第 2の基板 4bのリア側力 リアケース内壁の操作キー 1に対向して設けられたリブ 6によ つて支持される。つまり、対応例 2に係る発明はラミネートフィルム電池 5が基板 4a, 4 bに接着固定されることによって、剛性を確保しょうとしている（(b)参照)。

また、同じぐ筐体剛性を確保するため、最近の薄型携帯電話装置には、筐体が、 マグネシウム (Mg)等の金属材料により形成されたものがあり、更に、筐体剛性を高 めるために、キーの裏側に筐体が配置された構造を有するものもある（例えば、 MO TOROLA社製「RAZR」参照）。

[0005] 図 8は、このようにキーの裏側に筐体が配置された構造例を示し、 (a)は断面による 概念図、（b)は積層構造模式図である。図 8に示すように、キーの裏側に筐体が配置 された構造は、筐体 7の表側に配置された EL (Electro - Luminescence)等の発 光部 7a上に配置された複数のキー検出装置 8を覆うように配置された複数の操作キ 一を有するキーパッド 9を有すると共に、筐体 7の裏側に配置された基板 7cを有して 構成されている（(a)参照)。つまり、基板 7cの上に、筐体 7、キー検出装置 8、キーパ ッド (キー） 9が、記載順に積層されて ヽる ( (b)参照)。

[0006] また、発光部 7aは、仮に筐体 7の裏側に配置されるとすると、筐体が障害となってキ 一パッドを光で照射することができない。そのため、発光部 7aは、必然的に筐体 7の 表側に配置される構成となり、接続線 7dを介して筐体 7の裏側に配置される基板 7c に接続される構成となる（ (a)参照)。

特許文献 1 :特開 2003— 86971号公報

特許文献 2：特開 2004— 54661号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、従来のキーの裏側に筐体 7が配置された構造（図 8参照）は、キーパ ッド 9とキー検出装置 8と筐体 7とが積層配置されている。すなわち、キー検出装置 8 は、キーパッド 9と筐体 7とに挟持される構成になっている。したがって、従来のキーの 裏側に筐体 7が配置された構造においては、キーパッド 9に対する凹圧操作に伴う負 荷のすべてが、キー検出装置 8に伝わることとなるため、キーパッド 9は破損しやすく 、所定のキー押し耐久を確保するのが困難であるという課題があった。

課題を解決するための手段 [0008] 上記目的を達成するため、本発明に係る携帯電子機器は、開口部が形成される筐 体と、前記筐体の外表面上の前記開口部に対向する位置に配設される操作キーと、 前記筐体の内部の前記開口部に対向する位置に配設されるキー検出装置と、を有 し、前記操作キーは、前記筐体の前記開口部よりも大きく形成されることを特徴として いる。

[0009] また、本発明は、前記操作キーは、前記開口部側に突出する突出部を有し、前記 キー検出装置は、前記開口部側に突出する第 2突出部を有し、前記突出部と前記第 2突出部の少なくとも一方力 前記開口部に少なくとも一部入り込んでいることが好ま しい。

また、本発明は、前記筐体の前記開口部の周壁は、前記筐体の前記外表面部から 前記筐体内部方向に向力つて下がり傾斜面となるように面取り加工されて 、ることが 好ましい。

[0010] また、本発明は、前記操作キーは、前記筐体の前記外表面に露出するキートップ、 前記キートップの前記筐体の内部側に配設された弾性部材で形成されるキーラバー 部、および前記キートップと前記キーラバー部の間に装着されたキーフレームを有す ることが好ましい。

また、本発明は、前記キートップと前記キーフレームとの間には隙間が形成されて 、ることが好まし!/、。

また、本発明は、前記キーフレームは、前記キーラバー部を介して前記筐体に対向 することが好ましい。

[0011] また、本発明は、前記キー検出装置の前記筐体内部側には、基板が積層配置され ており、前記基板の前記筐体の前記開口部に対向する面には、前記開口部を介して 前記操作キーに光を照射する発光素子を配置したことが好ましい。

また、本発明は、前記筐体は、金属材料で形成されることが好ましい。

また、本発明は、前記筐体の外表面には凹部が形成され、前記開口部は、前記凹 部の底面部に形成され、前記キートップは、前記凹部内に配設されることが好ましい 発明の効果 [0012] 本発明によれば、キー押し耐久を高めることが可能である。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体部分を示し、（a)は キーパッド装着状態の外観斜視図、 (b)はキーパッド未装着状態の外観斜視図であ る。

[図 2]図 1 (a)の A— A線に沿う断面図である。

[図 3]図 2のキー検出装置周辺を示すキー非押下状態における拡大図である。

[図 4]図 2のキー検出装置周辺を示すキー押下状態における拡大図である。

[図 5]キーフロントケースの開口部周壁に C面カット部を有していない、図 3と同様の 拡大図である。

[図 6]本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体の積層構造模式図 である。

[図 7]従来のキー押し耐久性を確保するための対応例を示し、 (a)は対応例 1の断面 説明図、（b)は対応例 2の断面説明図である。

[図 8]キーの裏側に筐体を位置させた構造例を示し、（a)は断面による概念図、 (b) は積層構造模式図である。

符号の説明

[0014] 10 携帯電話装置

11 キー側筐体

12 表示器側筐体

13 キーフロントケース

13a 開口部

13b C面カット部

14 キーリアケース

15 キーノッド

16 操作キー

17 キー検出装置

17a メタルドーム 17b フィルム

18 発光素子

19 電池

19a シールド

20 基板

21 キートップ

22 キーラバー部

22a 連結部

23 キーフレーム

24 押し子

a 空間

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体部分を示し、 (a )はキーパッド装着状態の外観斜視図、 (b)はキーパッド未装着状態の外観斜視図 である。図 1に示すように、携帯電子機器である携帯電話装置 10は、キー側筐体 (筐 体） 11と、表示器側筐体 12を備えており、キー側筐体 11と表示器側筐体 12とは、そ れぞれの一端部がヒンジ部を介して連結されることにより、自在に相互開閉されること ができる。表示器側筐体 12には、液晶表示装置 (Liquid Crystal Display: LCD )等の表示器 (図示しな 、）が装着される。

[0016] キー側筐体 11は、キーフロントケース 13とキーリアケース 14とが重ね合わされて構 成され、キーフロントケース 13には、キーフロントケース 13の外表面に形成された凹 部 25内に配設されたキーパッド 15が載置されている。キーパッド 15は、複数の操作 キー 16が配列された矩形平板状の部品であり、キー側筐体 11の外表面側外観を形 成する（(a)参照)。なお、各操作キー 16は、それぞれ個別に押し下げ操作が可能に 構成されている。

[0017] キーフロントケース 13には、ケース外表面の凹部 25の底面部に、表裏面を貫通す る複数の開口部 13aが形成されており、キーフロントケース 13の下には、キー検出装 置 17が配置されている。キー検出装置 17は、操作キー 16の操作状態を検出するも のであり、本実施形態においては、キースィッチ部であるメタルドーム 17a (第 2突出 部）と該メタルドーム 17aを支持するフィルム 17bとを有するメタルドームシートにより 構成されると共に、キーパッド 15と略同一の平面形状を有して形成されている。なお 、メタルドーム 17aは、キーフロントケース 13側にドーム状に突出して形成されると共 に、各操作キー 16に対応して複数筐体内に配置されて 、る。

[0018] また、キー検出装置 17の各メタルドーム 17aの隣接空間には、発光素子 (LED) 18 が配置されている（(b)参照)。各発光素子 18は、後述する基板 20に直接接続され て配置されており、フィルム 17bに開けられた孔カもキー検出装置 17の表面に露出 している。

つまり、キーフロントケース 13の開口部 13aは、開口部 13a内に 1個或いは複数個 のメタルドーム 17a及び発光素子 18が対向するように形成されている（ (b)参照)。

[0019] 図 2は、図 1 (a)の A— A線に沿う断面図である。図 2に示すように、キー側筐体 11 を構成するキーフロントケース 13とキーリアケース 14との間には、電池 19及び基板 2 0が格納されている。また、基板 20の上面、即ち、キーフロントケース 13側の面には、 キー検出装置 17が配置されている。また、電池 19の上面、即ち、基板 20側の面に は、シールド 19aが装着されている。つまり、キー側筐体 11は、キーリアケース 14、電 池 19、基板 20、キー検出装置 17、キーフロントケース 13、及びキーパッド 15が記載 順に載置された積層構造を有して 、る。

[0020] 図 3は、図 2のキー検出装置周辺を示すキー非押下状態における拡大図である。

図 4は、図 2のキー検出装置周辺を示すキー押下状態における拡大図である。図 3 及び図 4に示すように、基板 20の上面 (表面）にはキー検出装置 17が載置されてお り、キー検出装置 17には、メタルドーム 17aが開口部 13aに対向するように配置され ている。また、キー検出装置 17は、下面 (裏面）が基板 20に密着されて配置されてい る。また、キーフロントケース 13は下面 (裏面）がキー検出装置 17のフィルム 17bに密 着されて配置されている。

[0021] また、基板 20の上には、キー検出装置 17の薄いフィルム 17bを介してキーフロント ケース 13が積層される。そして、キー検出装置 17のメタルドーム 17aは、キーフロント ケース 13の各開口部 13aに対向して配置され、キー側筐体 11の厚さ方向で各開口 部 13aに入り込んだ状態で配置されている。このため、基板 20の上のキー検出装置 17とキーフロントケース 13の積層厚さは、キーフロントケース 13の厚さに薄いフィル ム 17bの厚さを加えたものとなり、大略キーフロントケース 13の厚さになる。

[0022] 基板 20に載置されたキー検出装置 17の各メタルドーム 17aの上方には、キーパッ ド 15の各操作キー 16が位置するよう配置されている。すなわち、操作キー 16は、キ 一側筐体 11の外表面上であって開口部 13aと対向する位置に配置されることとなる 。なお、操作キー 16は、外観形状（開口部 13aに対向する側の内面面積）が開口部 13a (開口面積)よりも大きいものとする。操作キー 16は、キーパッド 15の表面（上面） を形成するキートップ 21、キートップ 21の裏面（下面）に設けられたキーラバー部 22 、及びキーラバー部 22に装着されたキーフレーム 23により構成されている。

キーラバー部 22は、例えば、ゴム等の弾性部材カもなり、隣接するキートップ 21の キーラバー部 22を連結する連結部 22aにより、キーパッド 15の全域にわたって一体 的に形成されている。このキーラバー部 22の下面 (裏面）の中央部には、キー検出装 置 17側（筐体内部側）に突出する押し子 (突出部） 24が形成されている。

[0023] キーラバー部 22の連結部 22aは、隣接するキートップ 21の境界部分に、キートップ 21の下方に離間すると共に、キートップ 21の裏面とキーフレーム 23との間に空間 aを 有するように形成されている（図 3参照）。また、この連結部 22aの上面には、キーフレ ーム 23が載置されている。キーフレーム 23には、連結部 22aを除く部位にキーラバ 一部 22を貫通させる開口部が縦横に設けられて 、る。

押し子 24は、先端側（筐体内部側）が縮径した円柱形状に形成されると共に、キー フロントケース 13の開口部 13aを通り抜けることができるよう構成される。また、その先 端 12を、メタルドーム 17aの上端に当接させ配置されている。このため、キートップ 21 が押し下げられると、それに伴ってメタルドーム 17aは押し子 24に押圧されて座屈さ せられ (図 4参照）、この状態をもってキー検出装置 17は、操作キー 16の操作状態を 検出する。

[0024] また、図 1 (b)に示すように、キーフロントケース 13の各開口部 13aの隣接空間とな るケース面には、光を照射する発光素子 18が配置されている。したがって、携帯電 話装置 10は、従来のように、筐体の上にシート型発光体 (ELシート等)を置く必要が 無ぐキー検出装置と発光体の両機能を持ったモジュールを設置する必要も無い。こ のため、部品点数は削減され、また、キー検出装置 17の厚さも従来に比べて薄くな る。

また、キーフロントケース 13に開口部 13aが形成されることにより、発光素子 18は、 この開口部 13aを介して、キーフロントケース 13の下面側からキーパッド 15を直接照 射することが可能になる。このため、携帯電話装置 10は、従来のような発光体と基板 20を接続する接続手段を必要とせず、部品数及び製造工数の減少を実現し、コスト ダウンを図ることが可能になる。

[0025] 図 3及び図 4に示すように、キートップ 21の裏面と、連結部 22aが載置されるキーフ レーム 23の上面との間に設けられた空間 aにより、キー押し耐久性が確保される。つ まり、キートップ 21の押下時、キートップ 21に筐体内部側への大きな荷重が力かって も、キートップ 21は、その裏面が連結部 22aを介してキーフロントケース 13上に載置 されているキーフレーム 23に当接するため、必要なだけのクリアランス分しか下方移 動せず、クリアランス分下方移動して以降は、キーフレーム 23とキーフロントケース 13 とがキートップ 21に対する押し下げ力を受け止めることとなり（図 4参照）、よって、キ 一トップ 21に対する押し下げ力の全てがそのままキー検出装置 17や基板 20に加わ ることが無い。したがって、基板 20に及ぼすダメージは極力少なくなり、もってキー押 し耐久性は好適に確保される。

[0026] また、開口部 13aを形成する、キーフロントケース 13の開口部周壁には、クリック感 を得易くするため、キーフロントケース 13の外表面 (ケース面)力もキー側筐体 11内 部方向に向力つて下がり傾斜面となるように面取り加工した C面カット部 13bが形成さ れている。

この C面カット部 13bは、開口部 13aの周囲のケース面に密着配置されているキー ラバー部 22の連結部 22a下面が、下面全面にわたってケース面に密着しな 、ように 、連結部 22aとケース面との間に隙間を形成している。この隙間が形成されることによ り、キートップ 21の押下時、連結部 22aは、キートップ 21の下方移動に伴って容易に 下方に橈むことができる。このため、良好なクリック感を伴うキー検出装置 17のスイツ チ操作が好適に確保される。なお、連結部 22aとケース面との間に隙間を形成するも のとしては、 C面カット部 13bに限るものではなぐ段差部等の凹みであっても良い。

[0027] これに対し、キーフロントケース 13の開口部周壁に C面カット部 13bが形成されてい ない場合、クリック感が得難くなる。

図 5は、キーフロントケースの開口部周壁に C面カット部が形成されていない、図 3と 同様の拡大図である。図 5に示すように、キーフロントケース 13の開口部周壁が面取 り加工されていない、即ち、 C面カット部 13bが形成されていない場合、開口部 13aの 周囲のケース面とキーラバー部 22の連結部 22a下面との間には、隙間が形成されず 、連結部 22a下面は、全面にわたってケース面に密着されることとなる。

[0028] つまり、このような場合、キーラバー部 22の連結部 22aの橈む余地が殆ど無くなつ てしまい、良いクリック感は得られない。そこで、本実施形態に係る携帯電話装置 10 は、良好なクリック感が得られ易いように、キーフロントケース 13の開口部周壁に C面 カット部 13bを設け、連結部 22aが橈む余地を確保している。

[0029] 図 6は、本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体の積層構造の 模式図である。図 6及び図 2, 3, 4に示すように、携帯電話装置 10のキー側筐体 11 は、基板 20の上に、キー検出装置 17、キーフロントケース 13、キーパッド (キー） 15 力 記載順に積層されている。し力しながら、操作キー 16及びキー検出装置 17の積 層方向に突出する突出部である押し子 24と、キー検出装置 17の同方向に突出する 第 2突出部であるメタルドーム 17aの過半部とが、開口部 13aに入り込んで、配置され ているため、この入り込んでいる分の厚さは、キー側筐体 11の厚さ、即ち、携帯電話 装置全体の厚さに影響しな!、。

[0030] これに対し、従来のキーの裏側に筐体を位置させた構造（図 8 (b)参照）において は、基板 7cの上に、筐体 7、キー検出装置 8、キーパッド 9が、記載順に積層されてお り、基板 7c、筐体 7、キー検出装置 8、及びキーパッド 9のそれぞれの厚さを単純に加 えた厚さが、キー側筐体 11の厚さ、即ち、携帯電話装置全体の厚さになる。

つまり、本発明の携帯電話装置 10の構造にあっては、従来のキーの裏側に筐体を 位置させた構造に比べ、キーフロントケース 13の内部に位置する、すなわち、開口部 13aに入り込んでいるキー検出装置 17のメタルドーム 17aの厚さ分及びキーパッド 1 5の押し子 24の厚さ分だけ薄型化が図られることとなる。なお、本実施形態において は、押し子 24とメタルドーム 17aの過半部力 筐体の厚さ方向において開口部 13aに 入り込むよう構成されていたが、本発明はこれに限ることなぐ押し子 24とメタルドー ム 17aの少なくとも一方力 開口部 13aに少なくとも一部入り込むよう構成されていて ちょい。

[0031] また、キー側筐体 11を構成するキーフロントケース 13とキーリアケース 14とは、基 板 20等の各種構成部品を内包するように筐体全体を覆っているため、両ケース 13, 14を金属材料 (例えば、 Mg)を用いて形成した場合、静電気対策に有効であると共 に、金属筐体自体が携帯電話装置 10から発生する電波を抑制する効果があるので 、比吸収率（Specific Absorption Rate : SAR)対策にも有効である。

[0032] このように本実施形態における携帯電話装置 10は、メタルドーム 17aの厚さと押し 子 24の厚さが、基板 20からキーパッド 15迄の積層高さに影響しない構造を有するこ とになり、薄型化を図ることかでき、ひいては携帯電話装置セット全体の厚さを従来構 造に比べてより薄くすることができる。また、基板 20に発光部を置くことができるため、 キー検出装置 17に発光部を設ける必要がなくなって、携帯電話装置セット全体の厚 さをより薄くすることができると共に、コストダウンを図ることが可能になる。また、操作 キー 16の下側（裏側）にキーフロントケース 13が配置されるため、操作キー 16のキー トップ 21が無理に押されてもキーフロントケース 13がその押下の負荷を支持するた め、基板 20に大きな力が力からず、キー検出装置 17は、基板 20の破損が抑制され 、キー押し耐久性が向上する。

[0033] なお、本発明は、上述した実施の形態により説明した力 この実施の形態に限定さ れるものではない。例えば、本実施形態の携帯電話装置 10は、押し子 24カ タルド ーム 17aを座屈させることにより操作キー 16の操作状態を検出するよう構成していた 力 本発明はこれに限らず、例えば、キー検出装置をキー検出装置力 キートップま での距離間隔を赤外線等を用いて計測する距離計測器とし、この距離計測器が、ュ 一ザ一のキートップ押し下げ操作に伴うキートップの移動距離を計測することにより、 操作キー 16の操作状態を検出するように構成してもよい。このようにすることで、キー 押し耐久をさらに向上させることができる上、押し子 24やメタルドーム 17aを必要とし ない構成を実現することができ、さらなる薄型化も期待できる。このように、本発明は、 その趣旨を逸脱することなく変更態様として実施するものも含むものである。

本願は、日本国特許出願第 2006— 183393号（2006年 7月 3日出願）の優先権 の利益を主張し、その全内容が参照により、本願明細書に取り込まれている。

Claims

請求の範囲

[1] 開口部が形成される筐体と、

前記筐体の外表面上の前記開口部に対向する位置に配設される操作キーと、 前記筐体の内部の前記開口部に対向する位置に配設されるキー検出装置と、を有 し、

前記操作キーは、前記筐体の前記開口部よりも大きく形成される、ことを特徴とする 携帯電子機器。

[2] 前記操作キーは、前記開口部側に突出する突出部を有し、

前記キー検出装置は、前記開口部側に突出する第 2突出部を有し、

前記突出部と前記第 2突出部の少なくとも一方が、前記開口部に少なくとも一部入 り込んで!/、ることを特徴とする請求項 1に記載の携帯電子機器。

[3] 前記筐体の前記開口部の周壁は、前記筐体の前記外表面部から前記筐体内部方 向に向力つて下がり傾斜面となるように面取り加工されて 、ることを特徴とする請求項

1に記載の携帯電子機器。

[4] 前記操作キーは、前記筐体の前記外表面に露出するキートップ、前記キートップの 前記筐体の内部側に配設された弾性部材で形成されるキーラバー部、および前記 キートップと前記キーラバー部の間に装着されたキーフレームを有することを特徴と する請求項 1に記載の携帯電子機器。

[5] 前記キートップと前記キーフレームとの間には隙間が形成されていることを特徴とす る請求項 4に記載の携帯電子機器。

[6] 前記キーフレームは、前記キーラバー部を介して前記筐体に対向することを特徴と する請求項 4に記載の携帯電子機器。

[7] 前記キー検出装置の前記筐体内部側には、基板が積層配置されており、前記基 板の前記筐体の前記開口部に対向する面には、前記開口部を介して前記操作キー に光を照射する発光素子を配置したことを特徴とする請求項 1に記載の携帯電子機

[8] 前記筐体は、金属材料で形成される、ことを特徴とする請求項 1に記載の携帯電子 機器。 前記筐体の外表面には凹部が形成され、

前記開口部は、前記凹部の底面部に形成され、

前記キートップは、前記凹部内に配設される、ことを特徴とする請求項 1に記載の携 帯電子機器。