JP2013182676A

JP2013182676A - 電子装置

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Publication number: JP2013182676A
Application number: JP2012043655A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Maeda; 和則前田; Kotaro Kurebayashi; 弘太郎紅林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP5870759B2

Abstract

【課題】基板における部品搭載可能領域の広域化を図る。
【解決手段】スイッチ５０の可動部５０ａを部品搭載面と直交する方向に移動させる押部材３０ａと接続されたキー操作部３０と、一端がキー操作部３０と接続され、他端が基板４０の側面と当接するように配置され、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、基板４０の側面を基点として押部材３０ａを基板４０の部品搭載面と直交する方向に変位させるバネ部材３０ｂを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子装置に関するものである。

従来より、ユーザにより操作される操作キーを備えた電子装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０２７５１号公報

このような操作キーを備えた電子装置として、例えば、ＤＳＲＣ車載器がある。このようなＤＳＲＣ車載器は、意匠面（操作面）と直交するように基板が配置され、この基板には、意匠面に配置された操作キーが押圧操作されてオンオフするスイッチとして、基板面に対して垂直方向に可動部が移動するタイプのものが搭載されている。

なお、基板面に対して水平方向に可動部が移動するタイプのスイッチを用いた構成では、スイッチの半田剥離による不良が発生して信頼性が低下するということから、このような、基板面に対して垂直方向に可動部が移動するタイプのスイッチが用いられている。

上記したようなＤＳＲＣ車載器の操作キーのヒンジ構造を図６に示す。この図に示すように、キー操作部３０の下側に樹脂製の棒状の軸３０ｃが設けられており、キー操作部３０が基板４０の部品搭載面と水平方向に押されると、樹脂製の棒状の軸３０ｃがねじれて押部材３０ａが基板４０の部品搭載面と垂直方向に移動し、押部材３０ａの直下に配置されたスイッチ（図示せず）の可動部が押し下げられるようになっている。

しかし、このように棒状の軸３０ｃのねじれを利用して力の方向を変換するような構成では、棒状の軸３０ｃを左右両側から支持するための部材３０ｄが必要となる。したがってこの棒状の軸３０ｃを左右両側から支持するための部材３０ｄにより、基板４０における部品搭載可能領域が狭くなってしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、基板における部品搭載可能領域の広域化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、意匠面（２ａ）を有するケース（２）と、意匠面（２ａ）と直交するようにケース内（２）に収納された基板（４０）と、基板（４０）の部品搭載面に搭載され、当該部品搭載面と直交する方向に可動部（５０ａ）が移動するスイッチ（５０）と、スイッチ（５０）の可動部（５０ａ）を部品搭載面と直交する方向に移動させる押部材（３０ａ）と接続されたキー操作部（３０）と、一端がキー操作部（３０）と接続され、他端が基板（４０）の側面と当接するように配置され、キー操作部（３０）が意匠面（２ａ）と直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、基板（４０）の側面を基点として押部材（３０ａ）を基板（４０）の部品搭載面と直交する方向に変位させるバネ部材（３０ｂ）と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、バネ部材（３０ｂ）は、一端がキー操作部（３０）と接続され、他端が基板（４０）の側面と当接するように配置され、キー操作部（３０）が意匠面（２ａ）と直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、基板（４０）の側面を基点として押部材（３０ａ）を基板（４０）の部品搭載面と直交する方向に変位させるように構成されおり、基板（４０）の部品搭載面にかからないため、基板における部品搭載可能領域の広域化を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明は、意匠面（２ａ）および基板（４０）の部品搭載面と直交するケース（２）の側面側から見たバネ部材（３０ｂ）の形状は、逆Ｖ字となっていることを特徴としている。

このような構成によれば、意匠面（２ａ）および基板（４０）の部品搭載面と直交するケース（２）の側面側から見たバネ部材（３０ｂ）の形状は、逆Ｖ字となっているので、キー操作部（３０）が意匠面（２ａ）と直交する方向への押圧力Ｆを受けてバネ部材（３０ｂ）の頂部が圧縮され弾性変形したときに、バネ部材（３０ｂ）におけるキー操作部（３０）との接続部にキー操作部（３０）が受ける押圧力と反対方向のバネ反力が発生し、このバネ反力により応力が緩和されバネ部材（３０ｂ）の耐久性を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、バネ部材（３０ｂ）の一端が、ケース（２）内側の中央の１箇所でキー操作部（３０）と接続されるように構成することで、バネ部材（３０ｂ）の構造を簡素なものとすることができる。

また、請求項４に記載の発明のように、バネ部材（３０ｂ）の一端が、キー操作部（３０）のケース（２）内側の下端と接続されるように構成することで、押部材（３０ａ）に基板（４０）の部品搭載面と垂直方向の大きなモーメントを発生させることが可能である。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係る電子装置の外観図である。本発明の一実施形態に係る電子装置のヒンジ構造の外観図である。図２中の矢印Ａ方向から見た図である。図２中の矢印Ｂ方向から見た図である。キー操作部に対する押圧力Ｆとバネ部材のバネ反力Ｆ’の関係を示した図である。樹脂製の棒状の軸を左右両側から支持する構造のヒンジ構造を表した図である。

本発明の一実施形態に係る電子装置の外観図を図１に示す。本実施形態に係る電子装置は、ＤＳＲＣ車載器１として構成されている。ＤＳＲＣ車載器１は、カード挿入口より挿入された料金支払い用のカードに記憶された情報に基づいて路上機と通信することで、有料道路の通行料金や駐車場の利用料金等の支払い処理等を行うものである。ＤＳＲＣ車載器１は、例えば、車両のインストルメントパネルに設けられた小物入れ等に取り付けられる。

ＤＳＲＣ車載器１は、意匠面（操作面）２ａを有するケース２を備えている。意匠面２ａには、２つのキー操作部３０、料金支払い用のカードを収納するカードコネクタ３１、カードコネクタ３１に収納された料金支払い用のカードを取り出すためのイジェクトスイッチ３２等が配置されている。なお、キー操作部３０の一方は音量を調整するためのもので、キー操作部３０の他方は利用履歴の音声案内を指示するためのものである。

図２に、ＤＳＲＣ車載器１のケース２を透過した場合のキー操作部３０を含むヒンジ構造部を示す。また、図３に、図２中の矢印Ａ方向から１つのヒンジ構造部を見た図を示す。また、図４に、図２中の矢印Ｂ方向から１つのヒンジ構造部を見た図を示す。なお、図３中に示したカードコネクタは、図２、図４では省略してある。

ヒンジ構造部は、キー操作部３０、押部材３０ａおよびバネ部材３０ｂにより構成されている。キー操作部３０には、それぞれ押部材３０ａとバネ部材３０ｂが接続されている。なお、キー操作部３０、押部材３０ａおよびバネ部材３０ｂは、ＡＢＳ樹脂を一体成型して構成されている。

基板４０は、部品搭載面がケース２の底面と平行となるようにケース２内に収納されている。すなわち、基板４０は、ケース２の意匠面２ａと直交するようにケース２内に収納されている。

基板４０の部品搭載面には、各種電子部品が搭載されている。なお、図２では、スイッチ５０のみを示し、他の電子部品については省略してある。スイッチ５０は、２つのヒンジ構造部に対応する位置にそれぞれ配置されている。各スイッチ５０は、基板４０の部品搭載面と直交する方向に可動部５０ａが移動し、可動部５０ａの状態に応じて接点（図示せず）が開閉するタクトスイッチとなっている。

図３に示すように、スイッチ５０の頂上には、スイッチ５０の可動部５０ａを基板４０の部品搭載面と直交する方向に移動させる押部材３０ａが配置されている。

また、バネ部材３０ｂは、一端がキー操作部３０の下端と接続され、他端が基板４０の側面と当接するように配置され、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、基板４０の側面を基点として押部材３０ａを基板４０の部品搭載面と直交する方向に変位させる。

また、図３に示すように、バネ部材３０ｂは、基板４０の側面とケース２の意匠面ａの内側の間に位置しており基板４０の部品搭載面にかからないため、バネ部材３０ｂにより基板４０における部品搭載可能領域が制約されることがない。

また、本実施形態において、図３に示したように、図２中の矢印Ａ方向から見たバネ部材３０ｂの形状、すなわち、意匠面２ａおよび基板４０の部品搭載面と直交するケース２の側面側から見たバネ部材３０ｂの形状は、逆Ｖ字となっている。

また、ケース２の高さ方向の寸法を短くしてケース２の薄型化を図るため、バネ部材３０ｂは、一端がキー操作部３０の下端と接続され、他端が基板４０の側面と当接するように配置されている。

また、図４に示すように、バネ部材３０ｂは、意匠面側から見てキー操作部３０の左右中央の裏側に設けられている。なお、意匠面側から見たキー操作部３０の寸法（幅）は、１０ミリメートル（ｍｍ）となっており、バネ部材３０ｂの寸法（幅）Ｔは５ミリメートル（ｍ）程度となっている。

上記した構成において、通常時、スイッチ５０の頂上に押部材３０ａが配置されており、スイッチ５０の接点は開状態となっている。

ユーザ操作に応じてキー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力を受けるとバネ部材３０ｂが弾性変形し、基板４０の側面を基点として押部材３０ａを基板４０の部品搭載面と直交する方向に変位させる。このように、押部材３０ａが基板４０の部品搭載面と直交する方向に変位して、スイッチ５０の可動部が押されると、スイッチ５０の接点は閉状態となる。

また、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力を受けなくなると、バネ部材３０ｂは元の状態に戻るように作用するため、キー操作部３０は元の位置に戻り、スイッチ５０の接点は開状態となる。

本実施形態において、図３に示したように、図２中の矢印Ａ方向から見たバネ部材３０ｂの形状、すなわち、意匠面２ａおよび基板４０の部品搭載面と直交するケース２の側面側から見たバネ部材３０ｂの形状が逆Ｖ字となっているので、図５に示すように、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力Ｆを受けてバネ部材３０ｂの頂部Ｃが圧縮され弾性変形したときに、バネ部材３０ｂにおけるキー操作部３０の下端との接続部Ｄにキー操作部３０が受ける押圧力Ｆと反対方向のバネ反力Ｆ’が発生する。

すなわち、バネ部材３０ｂの頂部Ｃは、キー操作部３０が受ける押圧力Ｆにより圧縮されるのに対し、バネ部材３０ｂにおけるキー操作部３０の下端との接続部Ｄは、バネ反力Ｆ’により伸びるように作用する。このようなバネ反力Ｆ’により、応力が緩和されるためバネ部材３０ｂの耐久性を向上させることができる。

また、バネ部材３０ｂの一端が、キー操作部３０のケース２内側の下端と接続されているので、押部材３０ａに図５に示すような基板４０の部品搭載面と垂直方向の大きなモーメント（回転力）を発生させることが可能となる。

なお、スイッチをオンさせるのに必要なユーザ操作力＝３．８ニュートン（Ｎ）を得るために、図６に示したような樹脂製の棒状の軸３０ｃにかかる最大応力と、図２〜図４に示したバネ部材３０ｂにかかる最大応力を解析したところ、樹脂製の棒状の軸３０ｃのかかる最大応力は３４．３メガパスカル（ＭＰａ）、上記したバネ部材３０ｂにかかる最大応力は１９．８３４．３メガパスカル（ＭＰａ）となった。なお、これは、両者とも、ヤング率＝１９３０メガパスカル（ＭＰａ）としたＡＢＳ樹脂によりヒンジ構造を構成したものとして解析した結果である。

このように、上記したバネ部材３０ｂにかかる最大応力は、図６に示したような樹脂製の棒状の軸３０ｃのかかる最大応力の５８％程度であり、耐久性の面でも有利であることが確認できた。

上記した構成によれば、バネ部材３０ｂは、一端がキー操作部３０と接続され、他端が基板４０の側面と当接するように配置され、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、基板４０の側面を基点として押部材３０ａを基板４０の部品搭載面と直交する方向に変位させるように構成されおり、基板４０の部品搭載面にかからないため、基板における部品搭載可能領域の広域化を図ることができる。

また、意匠面２ａおよび基板４０の部品搭載面と直交するケース２の側面側から見たバネ部材３０ｂの形状は、逆Ｖ字となっているので、キー操作部３０が意匠面２ａと直交する方向への押圧力Ｆを受けてバネ部材３０ｂの頂部が圧縮され弾性変形したときに、バネ部材３０ｂにおけるキー操作部３０との接続部にキー操作部３０が受ける押圧力と反対方向のバネ反力が発生し、このバネ反力により応力が緩和されバネ部材３０ｂの耐久性を向上させることができる。

また、バネ部材３０ｂの一端が、ケース２内側の中央の１箇所でキー操作部３０と接続されるように構成することで、バネ部材３０ｂの構造を簡素なものとすることができる。

また、バネ部材３０ｂの一端が、キー操作部３０のケース２内側の下端と接続されるように構成することで、押部材３０ａに基板４０の部品搭載面と垂直方向の大きなモーメントを発生させることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、ＥＴＣ車載器として構成された電子装置について説明したが、ＥＴＣ車載器以外の電子装置に適用することもできる。

また、上記実施形態では、キー操作部３０、押部材３０ａおよびバネ部材３０ｂは、ＡＢＳ樹脂を一体成型して構成した例を示したが、ＡＢＳ樹脂に限定されるものではなく、また、一体成型したものに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、バネ部材３０ｂの一端が、キー操作部３０のケース２内側の下端と接続されている構成を示したが、必ずしもキー操作部３０のケース２内側の下端と接続されている必要はなく、例えば、バネ部材３０ｂの一端が、キー操作部３０のケース２内側の下端よりも少し上部と接続されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、意匠面２ａおよび基板４０の部品搭載面と直交するケース２の側面側から見たバネ部材３０ｂの形状を逆Ｖ字とした例を示したが、逆Ｖ字以外の形状とすることもできる。

１ＤＳＲＣ車載器
２ケース
３０キー操作部
３０ａ押部材
３０ｂバネ部材
４０基板
５０スイッチ

Claims

意匠面（２ａ）を有するケース（２）と、
前記意匠面（２ａ）と直交するように前記ケース内（２）に収納された基板（４０）と、
前記基板（４０）の部品搭載面に搭載され、当該部品搭載面と直交する方向に可動部（５０ａ）が移動するスイッチ（５０）と、
前記スイッチ（５０）の可動部（５０ａ）を前記部品搭載面と直交する方向に移動させる押部材（３０ａ）と接続されたキー操作部（３０）と、
一端が前記キー操作部（３０）と接続され、他端が前記基板（４０）の側面と当接するように配置され、前記キー操作部（３０）が前記意匠面（２ａ）と直交する方向への押圧力を受けると弾性変形し、前記基板（４０）の側面を基点として前記押部材（３０ａ）を前記基板（４０）の部品搭載面と直交する方向に変位させるバネ部材（３０ｂ）と、を備えたことを特徴とする電子装置。
前記意匠面（２ａ）および基板（４０）の部品搭載面と直交するケース（２）の側面側から見たバネ部材（３０ｂ）の形状は、逆Ｖ字となっていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記バネ部材（３０ｂ）の一端は、前記ケース（２）内側の中央の１箇所で前記キー操作部（３０）と接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
前記バネ部材（３０ｂ）の一端は、前記キー操作部（３０）の前記ケース（２）内側の下端と接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。