JP2012173896A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動を可能な限り減衰させずに防水および防塵対策を施しつつ、さらにタッチパネルが剥離しにくい電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、貫通孔２２を有するタッチパネル２０と、タッチパネル２０を振動させる振動部５０と、タッチパネル２０を支持する支持部材（１４，１０ａ）と、を備え、タッチパネル２０は、貫通孔２２を貫通するビス４０で係止されることにより支持部材（１４，１０ａ）からの変位が所定範囲を超えないようにするとともに、支持部材（１４，１０ａ）に弾性部材６０を介して支持されるようにし、さらにタッチパネル２０と支持部材（１４，１０ａ）との間が伸縮性部材７０で封止されるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、電子機器に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチパネルに対する操作入力を検出して、操作感をフィードバックする電子機器に関するものである。

現在、電子機器の入力装置として、タッチパネルやタッチパッドなどが広く採用されている。そのような入力装置において、操作者がタッチパネルやタッチパッドなどを操作した際に、タッチパネルやタッチパッドを湾曲振動させることにより、操作者の指先などに操作感をフィードバックするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載の電子機器を分解した外観斜視図である。図１１に示すように、特許文献１に記載の電子機器（ディスプレイ装置）は、ディスプレイモニタ１００、パネル固定用フレーム２１０、タッチパネル４００、およびカバー５００を備えている。この電子機器は、タッチパネル４００等の各部品が、上記ディスプレイモニタ１００に対して組付けられることにより構成されている。

特許文献１に記載の電子機器において、ディスプレイモニタ１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、全体が矩形かつ扁平な形状を有している。ディスプレイモニタ１００は、図示しない制御装置による制御に従って、例えばキーやボタン等のオブジェクトまたは各種の情報などを、その表示面に表示する。このディスプレイモニタ１００の表示面上には、当該モニタ１００とほぼ同じ大きさのタッチパネル４００が位置するように組付けられる。

タッチパネル４００は、例えば透明な樹脂板にマトリクス状のスイッチ回路が形成され、パネル表面が操作者の指先などにより接触されると、その接触位置に応じた検出信号を前記制御装置に出力するように構成されている。つまり、操作者は、タッチパネル４００を通して映し出されるディスプレイモニタ１００の表示に従って当該パネル４００に対して操作を行うことにより、前記電子機器に対して当該表示に応じた各種情報を入力することができる。

この電子機器においては、図１１に示すように、タッチパネル４００の裏面側の上辺（図の奥側）および下辺（図の手前側）に沿って、一対の圧電素子（ピエゾ素子）４２０が貼り付けられている。タッチパネル４００が操作者による接触を検出すると、この電子機器は、前記制御装置から圧電素子４２０に駆動信号（電圧）を付与する。この駆動信号を受信すると、圧電素子４２０は伸縮してタッチパネル４００を変形（湾曲）させるため、この電子機器は、タッチパネル４００の操作面に対して振動を発生させることができる。すなわち、上記操作に伴って、タッチパネル４００が振動することにより、操作者は操作感を得ることができるようになっている。

なお、この電子機器において、タッチパネル４００は、パネル固定用フレーム２１０を介して前記ディスプレイモニタ１００に組付けられている。パネル固定用フレーム２１０は、ＡＢＳ等の硬質の樹脂材料から形成されることにより全体が剛性を有した構成となっている。

図１１に示すように、パネル固定用フレーム２１０には、前記タッチパネル４００をその四隅において保持するホルダ２２０が組付けられる。図１２は、４つのホルダ２２０のうち１つが、タッチパネル４００の隅に取り付けられる様子を示す拡大図である。各ホルダ２２０には、タッチパネル４００の角部を差込み可能なスリット状の差込み部３６０がそれぞれ形成されている。また、図１１に示すように、パネル固定用フレーム２１０の周囲側面には、各側面それぞれの端部付近に、ホルダ２２０を固定するための固定孔３２０が設けられている。そして、図１２に示すホルダ２２０に形成されたフック３４０ａが、図１１に示す各固定孔３２０に差し込まれることにより、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定する。

このように、各ホルダ２２０にタッチパネル４００の四隅がそれぞれ差込まれると、各ホルダ２２０は、タッチパネル４００を四隅で外側から拘束するとともに、厚み方向の両側からも拘束した状態で保持する。したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００が固定されるように配置することができる。

また、ホルダ２２０は、それぞれ、パネル固定用フレーム２１０よりも弾性係数の小さい材料から形成されており、例えばシリコン系の樹脂またはゴムにより一体成型されている。このように、ホルダ２２０は、タッチパネル４００を安定的に保持する一方で、タッチパネル４００が振動できるように弾性変形可能に構成されている。なお、タッチパネル４００とディスプレイモニタ１００との間には、タッチパネル４００の厚み方向の変位を可能とする隙間が確保される。このため、圧電素子４２０が振動する際に、当該振動に伴うタッチパネル４００の厚み方向の変位が可能となっている。

したがって、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネル４００を振動させる際に、その振動を大きく妨げることがないようになっているため、タッチパネル４００の振動による操作感を良好に確保することができる。

特開２０１０−４４４９７号公報

上述したように、特許文献１に記載の電子機器は、タッチパネルの振動による操作感を良好に確保することができるとともに、タッチパネルが固定されるように配置することができる。

ところで、特許文献１に記載の電子機器は、例えば車載用ナビゲーションシステムのディスプレイ装置などを想定しており、電子機器そのものの防塵対策および防水対策は特に施されていない。例えば、図１１に示す電子機器を組み立てると、タッチパネル４００は、弾性材料のホルダ２２０の差込み部３６０に差し込まれた状態で、つまりホルダ２２０を介して、パネル固定用フレーム２１０に取り付けられる。これは、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に強固に固定してしまうと、圧電素子４２０が振動する際に、タッチパネル４００が厚み方向に変位せず、タッチパネル４００を良好に振動させることができなくなるためである。したがって、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間には、隙間ができることになり、当該隙間から埃や水分が浸入することが多分に想定される。

そこで、特許文献１に記載の電子機器において、防塵対策として、例えば、タッチパネル４００とパネル固定用フレーム２１０との間に防塵用クッションなどの部材を挿入することも考えられる。しかしながら、このような防塵用クッションは、ある程度圧縮可能な材質を用いたとしても、圧縮後の厚さのぶんだけタッチパネルが湾曲する物理的なスペースを奪ってしまうことになる。したがって、このような構造においては、タッチパネルが振動する際の振幅を稼ぐことができないという問題が生じる。

また、特許文献１に示されている電子機器に対して防水を施す場合、外部からの埃や水の浸入を防ぐために、例えば、タッチパネル４００と当該タッチパネル４００の周囲を覆う部材との間を防水テープで固着するという対策が考えられる。例えば図１１に示したように、パネル固定用フレーム２１０を介してタッチパネル４００とディスプレイモニタ１００とを組み合わせたものに、さらにカバー５００を装着する場合、カバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着することができる。このようにしてカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着すれば、カバー５００とタッチパネル４００との隙間を埋めることができるため、外部からの水の浸入を防ぐことができる。

しかしながら、このようにカバー５００とタッチパネル４００とを防水テープで固着してしまうと、タッチパネル４００が振動する際の振幅を稼ぐことができなくなってしまう。このように、タッチパネル装置に防水対策を施すと、同時にタッチパネルを振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。

さらに、特許文献１に記載の電子機器において、タッチパネル４００をパネル固定用フレーム２１０に固定しているのは、四隅のホルダ２２０のみである。また、このホルダ２２０は、上述したように、シリコン系の樹脂またはゴムなどの弾性材料製である。このため、この電子機器は、例えば床に落下するなどして外から強い衝撃が加わると、ホルダ２２０によって固定された部分（例えば差込み部３６０）が衝撃に耐えきれず、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れて剥離してしまうなどの不都合が想定される。

図１１に示したように、タッチパネル４００を組付けた後さらにカバー５００を装着する場合は、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れたとしても、タッチパネル４００がカバー５００を経て脱落することはないようにも思われる。しかしながら、このような構成においても、タッチパネル４００がホルダ２２０から外れると、即ちタッチパネル４００が剥離すると、カバー５００内部においてタッチパネル４００がずれたり、ぐらついたりするなどの不都合は避けられない。また、上述したように、タッチパネル４００の剥離を防止するために、例えばタッチパネル４００とカバー５００とを頑丈に固定してしまうと、タッチパネル４００が湾曲しにくくなるため、タッチパネル４００を振動させる際の振幅を減殺してしまうという問題がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動を可能な限り減衰させずに防水および防塵対策を施しつつ、さらにタッチパネルが剥離しにくい電子機器を提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係る電子機器の発明は、
貫通孔を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルを振動させる振動部と、
前記タッチパネルを支持する支持部材と、を備えた電子機器であって、
前記タッチパネルは、前記貫通孔を貫通するビスで係止されることにより前記支持部材からの変位が所定範囲を超えないようにするとともに、前記支持部材に弾性部材を介して支持されるようにし、
さらに前記タッチパネルと前記支持部材との間が伸縮性部材で封止されるようにしたことを特徴とするものである。

第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記ビスは弾性ワッシャを介して前記貫通孔を貫通するようにしたものである。

第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記ビスは前記支持部材にねじ止めされるようにしたものである。

第４の観点に係る発明は、第３の観点に係る電子機器において、
前記ビスは、当該ビスのねじ切り部の径よりも該ビスのシャフト部の径を大きくすることにより、前記シャフト部が前記支持部材にねじ込まれないようにしたものである。

第５の観点に係る発明は、第１の観点に係る電子機器において、
前記振動部が前記タッチパネルに接着された圧電素子であるものである。

本発明によれば、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動を可能な限り減衰させずに防水および防塵対策を施しつつ、さらにタッチパネルが剥離しにくい電子機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電子機器の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を分解した外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器をさらに分解した外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る上部筐体から挿入部材を外した外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るタッチパネルから振動部を外した外観斜視図である。 図３に示した電子機器においてタッチパネルの隅の部分を拡大した外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器の断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器の他の部分断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る電子機器を分解した外観斜視図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る電子機器の部分断面図である。 従来の電子機器の構造を説明する図である。 従来の電子機器の構造を説明する他の図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る電子機器の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。

図１に示すように、第１実施の形態に係る電子機器１は、外観上、上部筐体１０ａと、下部筐体１０ｂと、タッチパネル２０と、ベゼル３０と、を備えている。

上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、両者が一体に組み合わさることにより、筐体１０を構成する。これら上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの間は、これらが一体に組み合わされた状態においては、例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にする等して、適当な防水および防塵の措置がなされているものとする。上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、例えば樹脂製のケースなどとして、ある程度の衝撃に耐えうる素材により構成するのが好適である。なお、以下の説明においては、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの組み合わせ構造については、詳細な説明を省略する。

タッチパネル２０は、通常は表示部（図示せず）の前面に配置して、表示部に表示したオブジェクトに対する操作者の指やスタイラスペン等（以下、単に「接触物」と総称する）による接触を、対応するタッチパネル２０のタッチ面において検出する。したがって、本実施の形態において、「タッチパネル」とは、例えばＬＣＤ等とすることができる表示部の前面に配置する、即ち当該表示部とは別に設けられる部材を想定して説明する。また、タッチパネル２０は、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出し、当該検出した接触の位置を制御部（図示せず）に通知する。

このタッチパネル２０は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成されたタッチパネルを用いることができる。なお、タッチパネル２０が接触物による接触を検出する上で、接触物がタッチパネル２０に物理的に触れることは必須ではない。例えば、タッチパネル２０が光学式である場合は、タッチパネル２０は当該タッチパネル２０上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物がタッチパネル２０に触れることは不要である。

上述した表示部は、例えばキーのような押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）等のオブジェクトを画像で表示する。このオブジェクトは、タッチパネル２０のタッチ面上において接触すべき領域を操作者に示唆する画像である。また、押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）である。この表示部は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成する。すなわち、図１に示すタッチパネル２０の裏側には、図示しないが、ＬＣＤなどの表示部を配置することができる。しかしながら、本明細書においては、表示関連の事項については、詳細な説明を省略する。

ベゼル３０は、上部筐体１０ａとタッチパネル２０との間に跨るように配置されている。本実施の形態において、ベゼル３０は、タッチパネル２０と上部筐体１０ａとの間において、防水および防塵の機能を果たしている。このベゼル３０は、例えば金属製、プラスチック製、樹脂製などとすることができ、薄型ながらもある程度の強度を有する素材で構成するのが好適である。

図２は、図１に示した電子機器１において、上部筐体１０ａからベゼル３０を取り外した状態を示す分解斜視図である。なお、以下の説明においては、下部筐体１０ｂは取り外した状態の電子機器１について説明する。

図２に示すように、ベゼル３０は、上部筐体１０ａの上部に成形した凹所１２に嵌め込むことができるように構成されている。このベゼル３０は、上部筐体１０ａとタッチパネル２０との継目を覆うことによって、当該継目が外部から見えないようにすることができる。また、タッチパネル２０において、ベゼル３０によって覆われる四隅の部分、すなわちタッチパネル２０の四隅の部分には、それぞれ貫通孔２２が形成され、当該貫通孔２２のそれぞれに、ビス４０が挿入されている。すなわち、ベゼル３０は、上部筐体１０ａの凹所１２、ならびにタッチパネル２０の四隅に設けられた貫通孔２２およびビス４０の存在する部分を覆うように構成されている。このベゼル３０は、後述するように、凹所１２の部位においては、上部筐体１０ａと例えば両面テープまたは接着剤などにより接着するが、タッチパネル２０とは、例えばスポンジ等の伸縮性部材を介して接着する。なお、タッチパネル２０の裏面にＬＣＤなどの表示部を配設する場合、ベゼル３０により覆われる部分は、表示部の表示が見えなくなる。したがって、タッチパネル２０において貫通孔２２を設ける箇所をベゼル３０により覆われる位置とすることにより、貫通孔２２が表示部の表示を妨げることはなくなる。

図３は、図２に示したベゼル３０を取り外した後、さらに上部筐体１０ａからタッチパネル２０および弾性部材６０を取り外した状態を示す分解斜視図である。図３に示すように、本実施の形態に係る電子機器１は、弾性部材６０を上部筐体１０ａに挿入した後、さらにタッチパネル２０を上部筐体１０ａに嵌め込んで構成される。

図３に示すように、上部筐体１０ａは、弾性部材６０が挿入されてタッチパネル２０が嵌め込まれる部位の両側において、挿入部材１４が挿入されている。挿入部材１４は、例えば板金などのような、薄型ながらもある程度の強度を有する材料のものとして、長手方向に直交する断面が例えばクランク状になるように加工したものを用いる。この挿入部材１４を板金とする場合、例えばステンレススチール（ＳＵＳ）系の材料を用いることができ、その厚さは例えば０．３〜０．５ｍｍとすることができる。また、挿入部材１４においてビス４０がねじ止めされる位置には、それぞれ、孔１６が穿設されている。

図４は、上部筐体１０ａから挿入部材１４を外した様子を示す図である。図４に示すように、上部筐体１０ａは、挿入部材１４を挿入可能に形成されている。挿入部材１４を上部筐体１０ａに挿入した際、挿入部材１４が上部筐体１０ａに確実に固定されるように、例えば挿入部材１４の挿入部分が上部筐体１０ａの一部に圧着されるように形成することができる。また、挿入部材１４を上部筐体１０ａに挿入する際、接着材によって固定したり、または図示しないビスによって固定するなどの措置を施すこともできる。

上述したように、本実施の形態において、上部筐体１０ａは例えば樹脂製のケースなどとすることを想定しており、樹脂のような素材は、ビスをねじ止めする際の素材として強度的に好適でない場合もある。すなわち、例えば樹脂のような素材に対して直接ビスをねじ込むと、クラックなどが生じることも考えられる。そこで、本実施の形態においては、上部筐体１０ａに例えば板金製のような挿入部材１４を挿入することにより、挿入部材１４に対してビス４０をねじ止めするようにしている。しかしながら、例えば上部筐体１０ａの材料を金属製にするなど十分な強度が確保できれば、本発明は、挿入部材１４を用いずに、上部筐体１０ａにビス４０を直接ねじ込むようにして実施することもできる。すなわち、上部筐体１０ａと同じ材料を用いて挿入部材１４も一体として形成するようにもできる。

したがって、本実施の形態において、挿入部材１４または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａが、本発明による支持部材を構成している。しかしながら、本発明においては、挿入部材１４を有さない上部筐体１０ａや更に他の部材が支持部材を構成するようにもできる。要するに、本発明において、タッチパネル２０を係止するビス４０を固定する挿入部材１４と一体として想定することができる部材であれば、任意の部材を支持部材として想定することができる。例えば、本発明において、当該支持部材は、上部筐体１０ａ、挿入部材１４およびベゼル３０を含むものであってもよい。

図５は、図３において示したタッチパネル２０の裏面に接着された振動部５０を取り外した状態を示す分解斜視図である。図５に示すように、タッチパネル２０の裏面には、その上下の縁辺付近に、振動部５０が接着されている。ここで、タッチパネル２０の裏面とは、タッチパネル２０に対してビス４０を挿入する側の表面とは逆向きの面を意味する。振動部５０は、タッチパネル２０の裏面に例えば両面テープまたは接着剤などにより接着する。この振動部５０は、例えば圧電素子で構成し、タッチパネル２０を振動させる。

この振動部５０は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、タッチパネル２０のタッチ面に接触している接触物に対して触感を呈示する。本実施の形態において、振動部５０は、例えば図示しない制御部から供給される駆動信号に基づいて振動を発生する。

図３に示すように、タッチパネル２０は、弾性部材６０を介して挿入部材１４に支持されている。すなわち、本実施の形態において、タッチパネル２０は、挿入部材１４（または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａ）とすることができる支持部材に、弾性部材６０を介して支持されている。

弾性部材６０は、例えばシリコンゴムなどの弾性材料製として、例えば硬度５０〜６０度程度とするのが好適である。本実施の形態において、弾性部材６０は、図３に示すように、タッチパネル２０の縁辺付近を弾性的に支持するように、フレーム状に成形されている。また、弾性部材６０は、挿入部材１４または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａと接着する必要はなく、これらに当接させておくだけでよい。同様に、弾性部材６０は、タッチパネル２０とも接着する必要はなく当接させておくだけでよい。さらに、弾性部材６０は、タッチパネル２０の貫通孔２２に対応する位置において、ビス４０が貫通するための孔６２が形成されている。このように、弾性部材６０がタッチパネ２０を弾性的に支持することにより、振動部５０がタッチパネル２０を振動させる場合、当該振動をほとんど減衰させない。

図６は、図３に示したタッチパネル２０の隅の部分を拡大した外観斜視図である。図６に示すように、タッチパネル２０の四隅には、段を有する貫通孔２２を穿設する。このような貫通孔２２は、切削加工により穿設することができる。

ビス４０は、例えば金属製のスクリューとするなど、タッチパネル２０が確実に係止されるような材料を用いて構成するのが好適である。図６に示すように、ビス４０は、先端がねじ切り加工されるようにするのが好適である。このように、ビス４０は、先端がねじ切り加工されることにより、図３に示した挿入部材１４に穿設された孔１６にねじ止めされる。すなわち、本実施の形態において、ビス４０は、挿入部材１４（または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａ）とすることができる支持部材にねじ止めされる。

この際、ビス４０のシャフトの一部の径が変化するように加工を施すことにより、ビス４０のシャフトが段付きになるようにするのが好適である。このようにすれば、ビス４０がねじ込まれる際に、ビス４０のねじ切り部分が全てねじ込まれてしまうと、ビス４０がそれ以上回転しなくなる。このため、電子機器１の製造時にタッチパネル２０にビス４０をねじ込む際、どの程度までねじ込めば良いのかを判断することが極めて容易になり、さらにビス４０を締め付け過ぎることも防止される。また、このようにすれば、シャフトの長さおよびねじ切り部分の長さが同じビス４０を用いることにより、それぞれのビス４０のねじ込み深さを他のビス４０に合わせることが極めて容易になる。すなわち、本実施の形態において、ビス４０は、当該ビス４０のねじ切り部の径よりも該ビス４０のシャフト部の径が大きくなるように構成する。これにより、シャフト部が、挿入部材１４（または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａ）とすることができる支持部材にねじ込まれることがなくなる。

また、ビス４０は、図６に示すように、ねじ切り加工された先端からシャフト部を経た反対側の末端にはフランジ部を有するようにする。このフランジ部は、ビス４０のシャフト部分がタッチパネル２０の貫通孔２２から抜けてしまうことを阻止する。また、上述したように、ビス４０のねじ切り部は、挿入部材１４に穿設された孔１６にねじ止めされる。したがって、タッチパネル２０がビス４０のフランジ部を超えて変位することはないため、つまり、例えばシャフトの長さの範囲を超えて変位することはないため、タッチパネル２０が剥離することは防止される。すなわち、本実施の形態において、タッチパネル２０は、貫通孔２２を貫通するビス４０で係止されることにより、挿入部材１４または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａとすることができる支持部材からの変位が所定範囲を超えないようにする。なお、ビス４０のフランジ部の頂面には、ビスをねじ止めする際に使用するねじ山などを設けるのが好適であるが、図６においては図示していない。

図６に示すように、タッチパネル２０の貫通孔２２に各ビス４０が挿入される際、それぞれワッシャ４２を介するようにするのが好適である。この際、ワッシャ４２は、例えば硬度５０〜６０度程度のシリコンゴムなどの弾性材料から成形するのが望ましい。すなわち、本実施の形態による電子機器１において、ビス４０は、ワッシャ４２を介して貫通孔２２を貫通するようにし、ワッシャ４２は弾性ワッシャとするのが好適である。このようにすれば、タッチパネル２０が振動する際に、タッチパネル２０の振幅方向の両側において弾性部材に当接し、硬度の高い部材に当接することがなくなるため、いっそう振動を減衰しにくくすることができる。

また、上述したように、タッチパネル２０の四隅に穿設された貫通孔２２は段を有している。このような段の深さは、ワッシャ４２のフランジ部およびビス４０のフランジ部双方の厚さの合計とほぼ同じになるようにするのが好適である。このようにすれば、タッチパネル２０にワッシャ４２を介してビス４０を挿入した際に、タッチパネル２０の表面からビス４０のフランジ部が隆起することがなく、タッチパネル２０の表面を平坦化することができる。タッチパネル２０の表面を平坦化すれば、後述するように、タッチパネル２０とベゼル３０との間を封止する際に有利である。

次に、本発明の第１実施の形態に係る電子機器の内部構成の詳細について説明する。

図７および８は、電子機器１の断面を示す図である。図７および８は、それぞれ、電子機器１が完成した状態で、上部筐体１０ａ以上の部分を中心として、異なる位置で切断した断面図である（すなわち下部筐体１０ｂを中心とする部分については説明していない）。図７および８は、それぞれ、電子機器１を、図３に示すＸ軸の方向に切断した様子を示す図である。その際に、Ｙ方向の位置を適宜変更することにより、代表的な２つの異なる断面の例を示す。

図７は、タッチパネル２０に貫通孔２２が存在せず、ビス４０およびワッシャ４２も存在しない位置、すなわちタッチパネル２０の四隅付近ではない位置において、電子機器１を切断した例を示す図である。以下、電子機器１が左右対称の構成を有する場合の例を説明する。したがって、図７においては、図の右側の構成を説明する参照番号は省略する。

図７に示すように、上部筐体１０ａには、弾性部材６０を支持する挿入部材１４が挿入されている。弾性部材６０は、シリコンゴムなどの弾性材料製であり、その上部はタッチパネル２０に当接し、その下部は挿入部材１４（または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａ）とすることができる支持部材に当接する。したがって、弾性部材６０は、振動部５０がタッチパネル２０を振動させる場合、当該振動をほとんど減衰させない。

図７に示すように、ベゼル３０と上部筐体１０ａとは、例えば両面テープまたは接着剤などにより接着する。図７において、このような接着箇所を、密なハッチングを施すことにより示してある。一方、図７に示すように、本実施の形態において、ベゼル３０とタッチパネル２０とは、伸縮性部材７０で封止する。伸縮性部材７０は、例えばスポンジ等の伸縮性の材料を、極薄の両面テープまたは接着剤により、ベゼル３０およびタッチパネル２０と接着する。電子機器１は、この伸縮性部材７０によって、筐体内に埃や水分が浸入することを防ぐようにするため、この伸縮性部材７０は防塵および防水加工がされたものを用いるようにする。

このように、本実施の形態において、ベゼル３０は、挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａとすることができる支持部材に接着される。このベゼル３０は、当該ベゼル３０とタッチパネル２０との間を伸縮性部材７０で封止することにより、タッチパネル２０と支持部材との間が封止されるようにする。したがって、電子機器１においては、挿入部材１４が挿入された上部筐体１０とすることができる支持部材と、タッチパネル２０との間が、伸縮性部材７０で封止されることにより、防水および防塵対策を施している。

また、ベゼル３０は、上部筐体１０ａには強固に固定されているが、タッチパネル２０とは伸縮性部材７０によって封止されているため、当該封止の部分はタッチパネル２０の振動を減衰させない。さらに、ベゼル３０は上部筐体１０ａに強固に固定されているため、例えば電子機器１が床に落下するなどして外から強い衝撃が加わったとしても、タッチパネル２０が飛び出すおそれを著しく低減させることができる。

図８は、タッチパネル２０に貫通孔２２が存在し、ビス４０およびワッシャ４２も存在する位置、すなわちタッチパネル２０の四隅付近の位置において、電子機器１を切断した例を示す図である。以下、図７と同様に、電子機器１が左右対称の構成を有する場合の例を説明するため、電子機器１の右側の構成の図示は省略する。また、以下の図８においては、図７との相違点を中心として説明する。

図８に示すように、タッチパネル２０に貫通孔２２が存在する位置においては、上部筐体１０ａに挿入された挿入部材１４の孔１６に、ビス４０がねじ止めされている。しかしながら、ビス４０は、貫通孔２２においては弾性ワッシャ４２を介してタッチパネル２０を貫通しており、さらに弾性部材６０の孔６２を貫通している。また、この弾性部材６０は、タッチパネル２０を弾性的に支持している。したがって、タッチパネル２０は、ビス４０のような硬い部材とは直接接触しないようになっているため、振動部５０は、ほとんど振動を減殺されることなく、タッチパネル２０を良好に振動させることができる。さらに、上述したように、ビス４０はフランジ部を有するため、タッチパネル２０が支持部材から剥離することも防止される。

なお、図８においても、図７と同様に、ベゼル３０に沿って、タッチパネル２０の縁辺部分は伸縮性部材７０によって封止されている。さらに、伸縮性部材７０の外周において、ベゼル３０はさらに上部筐体１０ａに接着されている。このため、挿入部材１４が挿入された上部筐体１０とすることができる支持部材とタッチパネル２０との間の防水および防塵対策は施されている。

このように、本実施の形態に係る電子機器１によれば、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動を可能な限り減衰させずに防水および防塵対策を施しつつ、さらにタッチパネルが剥離しにくくすることができる。

また、本実施の形態に係る電子機器１によれば、タッチパネル２０を、ワッシャ４２および弾性部材６０とともに、ビス４０によって簡単に支持部材に取り付けることができる。また、ビス４０を締め付ける際にも、過度に締め付けたり、締め付けが不十分になったりという不都合も容易に解消される。このように、電子機器１を容易かつ迅速に組み立てることが可能であるため、生産コストの低減に著しく資することが期待できる。

なお、本実施の形態において、挿入部材１４または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａが、本発明による支持部材を構成するものとして説明した。しかしながら、上述したように、本発明においては、挿入部材１４を有さない上部筐体１０ａや更に他の部材が支持部材を構成するようにもできる。例えば、下部筐体１０ｂ、筐体１０、ベゼル３０、上述した表示部の保持部材や各種の基板など、種々の部材を支持部材として想定することができる。例えば、上述したように、本発明において、当該支持部材は、上部筐体１０ａ、挿入部材１４およびベゼル３０を含むものとすることもできる。さらに、例えば、タッチパネル２０が、ポリマーシートなどの弾性部材を介して支持部材に配置されるような構成においては、当該支持部材は、表示部や基板などを含めたものとして構成するのが好適である。

また、上述したように、上記実施の形態において、表示関連の事項については、詳細な説明を省略した。一般的には、図７に示したようなタッチパネル２０の裏面において、例えば挿入部材１４（または当該挿入部材１４が挿入された上部筐体１０ａ）の下側に防塵用のスポンジなどの部材を介することにより、ＬＣＤモジュールを配設することができる。

次に、第１実施の形態に係る電子機器１の変形例について説明する。

第１実施の形態の変形例は、上述した第１実施の形態に係る電子機器１において、弾性部材６０の形状を変更するものである。第１実施の形態の変形例は、上記の点以外においては、上述した第１実施の形態で説明した電子機器１と基本的に同じ構成により実現することができる。このため、以下、第１実施の形態において説明したのと異なる内容を中心に説明する。

図９は、図３に対応して、第１実施の形態の変形例に係る電子機器において、ベゼル３０を取り外した後、さらに上部筐体１０ａからタッチパネル２０および弾性部材６０を取り外した状態を示す分解斜視図である。第１実施の形態で説明した図３においては、弾性部材６０はフレーム状の形態を想定して説明した。一方、第１実施の形態の変形例に係る電子機器においては、図９に示すように、弾性部材６０は、タッチパネル２０を弾性的に支持できる素材で成形される場合には、ビス４０が貫通する位置に介在するワッシャ状のものとすることができる。このように、ビス４０が貫通する位置に弾性部材６０を設ければ、弾性部材６０の位置がずれないようにする措置を特に設ける必要がなくなるという利点がある。しかしながら、弾性部材６０は、タッチパネル２０を弾性的に支持するものであれば、任意の形状とすることができる。

図１０は、図８に対応して、第１実施の形態の変形例に係る電子機器において、タッチパネル２０の四隅付近の位置において、電子機器１を切断した例を示す図である。すなわち、図１０は、第１実施の形態の変形例に係る電子機器において、タッチパネル２０に貫通孔２２が存在し、ビス４０およびワッシャ４２も存在する位置において、電子機器を切断した例を示す図である。

第１実施の形態の変形例に係る電子機器においては、弾性部材６０はフレーム状ではなくワッシャ状である。したがって、図１０に示すように、弾性部材６０は、ビス４０によって貫通される孔６２を有する部分の周辺にのみ存在するようになる。

このような構成においては、上述した第１実施の形態に係る電子機器１と比較すると、タッチパネル２０と、その下部に配置されるＬＣＤモジュールとの間の防塵性が若干弱まるおそれはあり得る。しかしながら、第１実施の形態の変形例に係る電子機器においては、弾性部材６０として用いる材料を著しく低減させることができるとともに、上述した第１実施の形態に係る電子機器１とほぼ同様の効果が得られるようにすることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、ビス４０は支持部材（例えば挿入部材１４）にねじ止めされる態様を説明した。しかしながら、ビス４０を支持部材に固定できるのであれば、例えば接着材による固定するなど種々の方法を採用することもできる。

また、本発明は、タッチパネル２０がビス４０によって係止されるようにして、さらに弾性部材６０によって弾性的に支持されるようにしたことを主な特徴の一部とするものである。したがって、その他の構成要素および構成態様については、本明細書において説明した以外にも、種々の構成を採用することができる。例えば、上述した実施の形態では、タッチパネル２０の貫通孔２２および貫通孔２２を貫通するビス４０を、タッチパネル２０の四隅に設ける態様について説明した。しかしながら、本発明において、ビス４０およびと貫通孔２２の数は少なくとも２つまたはそれ以上とするのが好適であるが、電子機器の構成および各種の仕様または要求などに応じて、任意の数とすることができる。

さらに、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、電子機器の本体を構成する筐体を想定して説明した。しかしながら、本発明の筐体は上述した部材に限定されるものではなく、種々の部材とすることができる。例えば、タッチパネル２０が搭載される部材として、筐体をＬＣＤや各種基板などとすることもできる。

また、上述した実施の形態においては、タッチパネル２０の裏側に配置した表示部（図示せず）にオブジェクトを表示してタッチパネル２０が操作者の接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部３０を有さずに、タッチパネル２０のタッチ面上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様を想定することもできる。

また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。すなわち、上記実施の形態において、「タッチパネル２０」は、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、操作者の指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。

例えば、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）、単なる「パネル」のような部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、押圧の荷重を検出する荷重検出部をさらに設けることにより、所定の押圧荷重の基準を満たした場合に、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することができる。このような荷重検出部は、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネル２０に設けたものとして構成することができる。

また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。しかしながら、タッチパネル２０に対する押圧の荷重を検出して、所定の押圧荷重の基準が満たされた場合に、タッチパネル２０に対する接触がなされたものと判定することもできる。このような荷重の検出を行う場合、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネル２０に設けて、押圧によるタッチパネル２０の歪みを検出することにより、当該歪みからタッチパネル２０対する押圧の荷重を算出するなどの構成を想定することができる。

このような荷重の検出は、タッチパネル２０における接触検出方式に応じて各種の構成を想定することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。

また、振動部５０は、任意の個数の圧電振動子を用いて構成したり、タッチパネル２０の全面に透明圧電素子を設けて構成したり、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、荷重検出部および振動部５０は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して荷重検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電力を発生し、電力が加えられると変形するためである。

また、上述したように、振動部５０は、荷重検出部も兼ねる圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が所定の基準を満たした際に、当該圧電素子を駆動することにより振動を発生するようにもできる。ここで、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。

上述した実施の形態においては、タッチパネル２０を表示部の上面に重ねて配置した構成を想定して説明した。本発明による電子機器は、このような構成にすることは必須ではなく、タッチパネル２０と表示部とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、タッチパネル２０を表示部の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と発生する振動との対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。

また、本実施の形態の説明における表示部およびタッチパネル２０は、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。

なお、振動部５０は、振動モータ（偏心モータ）などに基づいて電子機器を振動させることにより、タッチパネル２０を間接的に振動させるように構成してもよいし、タッチパネル２０に圧電素子を配設することにより、タッチパネル２０を直接的に振動させるように構成してもよい。

１ 電子機器
１０ 筐体
１０ａ 上部筐体
１０ｂ 下部筐体
１４ 挿入部材
２０ タッチパネル
２２ 貫通孔
３０ ベゼル
４０ ビス
４２ ワッシャ
５０ 振動部
６０ 弾性部材
７０ 伸縮性部材

Claims (5)

1. 貫通孔を有するタッチパネルと、
   前記タッチパネルを振動させる振動部と、
   前記タッチパネルを支持する支持部材と、を備えた電子機器であって、
   前記タッチパネルは、前記貫通孔を貫通するビスで係止されることにより前記支持部材からの変位が所定範囲を超えないようにするとともに、前記支持部材に弾性部材を介して支持されるようにし、
   さらに前記タッチパネルと前記支持部材との間が伸縮性部材で封止されるようにしたことを特徴とする電子機器。
2. 前記ビスは弾性ワッシャを介して前記貫通孔を貫通するようにした、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記ビスは前記支持部材にねじ止めされるようにした、請求項１に記載の電子機器。
4. 前記ビスは、当該ビスのねじ切り部の径よりも該ビスのシャフト部の径を大きくすることにより、前記シャフト部が前記支持部材にねじ込まれないようにした、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記振動部は前記タッチパネルに接着された圧電素子である、請求項１に記載の電子機器。
   

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