JP2014186856A - キー構造体及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】キー構造体及びキー構造体を備える電子機器において、キー構造体の低コスト化を図る。スイッチにプリテンションをかけること。キー構造体の耐衝撃性を高めること。
【解決手段】キーのシャフト部３２がエラストマ製であり、シャフト部３２から突出する止水部３４がケースの内面に接触することによって、キーとケースとの間が水密に保たれる。キーが後退してキーのトップ部３１の抜け止め部３３がケースの内面に当たる状態でシャフト部３２先端の小径部３５がケース内のスイッチ１５に当たることによって、スイッチ１５にプリテンションがかかる。小径部３５がスイッチ１５に接触して小径部３５がスイッチ１５の復帰力を直接受けることによって、キーに復元力が付与される。
【選択図】図３

Description

この発明は、キー構造体及び電子機器に関する。

従来、電子機器などに備え付けられているキー構造体は、キーのシャフト部と電子機器のケースとの間にＯリングやガスケットなどの止水部材を設けることによって、キーとケースとの間の防水構造を実現している。また、キーを押下する力を解除したときにキーが元の位置に戻るように、コイルバネによってキーに復元力を付与する構造のキー構造体もある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００４−９５２５２号公報 特開２００４−１４６１６３号公報

しかしながら、従来のキー構造体では、キーの他に止水部材やコイルバネを用いたり、止水部材をキーのシャフト部またはケースに固定するための部材が必要になったりして、部品点数が増えてしまうため、コストの増大を招くという問題点がある。また、携帯電話機やスマートフォンのような小型の携帯端末では、キー自体が小さく、組み立て性が悪いため、さらにコストが増大するという問題点がある。

ところで、キーやケースの寸法のばらつきが原因で、キーを押下してもシャフト部がケース内のスイッチに届かずに空振りの状態となったり、キーを押下していないのにシャフト部がスイッチを押してしまう押しっぱなしの状態になったりすることがある。空振りの状態になるのを防ぐためには、スイッチにプリテンションをかけて、常時スイッチが軽く押された状態にしておくのが望ましい。

しかしながら、シャフト部が剛体でできている場合、シャフト部が変形しないため、スイッチに丁度良いプリテンションがかかるように微調整することができないという問題点がある。また、シャフト部が剛体でできていると、シャフト部の衝撃吸収力が乏しいため、落下などによって電子機器に衝撃が加わったときにシャフト部から受ける衝撃によってスイッチが破損するおそれがある。

低コストのキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器を提供することを目的とする。スイッチにプリテンションをかけることができるキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器を提供することを目的とする。耐衝撃性の高いキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器を提供することを目的とする。

キー構造体は、トップ部、シャフト部、止水部、小径部及び抜け止め部を有するキーと、ケースとを備える。トップ部は、ケース表面に露出する。シャフト部は、トップ部から伸び、エラストマ製である。止水部は、シャフト部からシャフト部の外周に沿ってシャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する。小径部は、シャフト部の先端からシャフト部よりも小さい径でシャフト部の前進方向へ突出する。抜け止め部は、トップ部からシャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する。ケースは、キーを進退可能に支持するとともに、内部にスイッチを保持する。止水部がケースの内面に接触することによって、キーとケースとの間が水密に保たれる。キーが後退して抜け止め部がケースの内面に当たる状態で小径部がスイッチに当たることによって、スイッチにプリテンションがかかる。小径部がスイッチに接触して小径部がスイッチの復帰力を直接受けることによって、キーに復元力が付与される。

電子機器は、上述するキー構造体を備える。

このキー構造体及び電子機器によれば、低コストのキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。スイッチにプリテンションをかけることができるキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。耐衝撃性の高いキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。

図１は、実施の形態にかかる電子機器の一例を示す図である。 図２は、図１の電子機器を左側面から見た図である。 図３は、実施の形態にかかるキー構造体の第１の例を示す図である。 図４は、実施の形態にかかるキー構造体におけるキーの第２の例を示す図である。 図５は、実施の形態にかかるキー構造体におけるキーの第３の例を示す図である。 図６は、実施の形態にかかるキー構造体の第２の例を示す図である。 図７は、実施の形態にかかるキー構造体の第３の例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、このキー構造体及び電子機器の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

・電子機器の一例
図１は、実施の形態にかかる電子機器の一例を示す図である。図２は、図１の電子機器を左側面から見た図である。携帯電話機、スマートフォン、タブレットもしくはノートパソコンなどの携帯情報端末や無線通信端末、または携帯型ゲーム機や携帯型音楽プレーヤなどは、電子機器の一例である。本実施例では、スマートフォンを例にして説明する。

図１及び図２に示すように、電子機器１は、正面に例えばタッチパネルを備えた表示パネル２を有する。電子機器１の一方の側面、図示例では左側面には、例えば電源のオン・オフを行うためのキー３や音量の上げ下げを行うためのキー４などがある。電子機器１には、その他にも種々のキーが設けられることがある。また、電子機器１には、図示省略するマイクやスピーカが設けられている。

・キー構造体の第１の例
図３は、実施の形態にかかるキー構造体の第１の例を示す図である。図３に示すように、電子機器１のケースは、フロントケース１１とリアケース１２とが組み合わされてできている。フロントケース１１は電子機器１の正面側を覆う。リアケース１２は電子機器１の背面側を覆う。フロントケース１１及びリアケース１２はそれぞれ例えば樹脂でできていてもよい。

ケースは、後述するキーを進退可能に支持するとともに、その内部に後述するスイッチを保持する。図２に示すキー３はキー構造体におけるキーの一例である。

フロントケース１１には例えば金属製の板状の板金部１３が取り付けられている。板金部１３の内側の面、すなわちケースの内部に臨む面には例えば回路基板１４が取り付けられていてもよい。回路基板１４の内側の面には例えばスイッチ１５が取り付けられている。板金部１３の外側の面には例えば表示パネル１６及びタッチパネル１７が設けられていてもよい。タッチパネル１７は例えば両面粘着テープ１８によってフロントケース１１に取り付けられていてもよい。

フロントケース１１はスイッチ１５の近くに筒状部２１を有する。筒状部２１には、後述するキーのシャフト部が挿入される。筒状部２１の底はスイッチ１５に臨み、筒状部２１の底には貫通孔２２が設けられている。貫通孔２２には、後述するキーのシャフト部が通される。

リアケース１２の終端の内面には受け部２３が設けられている。受け部２３は、後述するキーの抜け止め部を受ける。リアケース１２にはリアカバー２４が被せられてもよい。

キーはトップ部３１及びシャフト部３２を有する。トップ部３１は例えばエラストマよりも硬い樹脂でできていてもよい。シャフト部３２は例えばエラストマでできており、弾性を有する。トップ部３１とシャフト部３２とは例えば二色成形やインサート成形によって一体化されていてもよい。

トップ部３１はケース側面の貫通孔２５に挿入され、ケース側面に露出する。トップ部３１は抜け止め部３３を有する。抜け止め部３３はトップ部３１と一体に成形されていてもよい。抜け止め部３３は、トップ部３１からシャフト部３２の進退方向に対して交差する方向へ突出している。図３では、シャフト部３２の進退方向は図の左右方向であり、シャフト部３２の進退方向に対して交差する方向は図の上下方向である。

抜け止め部３３がケース内側から例えばリアケース１２の受け部２３に当たることによって、キーがケースから抜け落ちるのが防止されている。また、抜け止め部３３がケース内側から例えばリアケース１２の受け部２３に当たることによって、後述するようにスイッチ１５にプリテンションがかけられている。図３に示す例では、抜け止め部３３はリアケース１２側に突出しているが、フロントケース１１側に突出していてもよいし、フロントケース１１及びリアケース１２の両側に突出していてもよい。

シャフト部３２はトップ部３１からスイッチ１５へ向かって伸びる。シャフト部３２は止水部３４を有する。止水部３４はシャフト部３２と一体に成形されている。止水部３４は、シャフト部３２からシャフト部３２の外周に沿ってシャフト部３２の進退方向に対して交差する方向へ突出し、筒状部２１の内周面に隙間なく接触している。止水部３４は、筒状部２１の内周面に押し当てられて潰れていてもよい。止水部３４が筒状部２１の内周面に接触することによって、キーとケースとの間が水密に保たれており、キー部分からケース内に水が浸入するのが防止されている。

シャフト部３２は小径部３５を有する。小径部３５はシャフト部３２と一体に成形されている。小径部３５の径は、シャフト部３２の径よりも小さい。小径部３５はシャフト部３２のスイッチ１５側の先端からシャフト部３２の前進方向へ突出している。シャフト部３２の前進方向は、シャフト部３２がスイッチ１５側へ進む方向である。シャフト部３２の後退方向は、シャフト部３２がスイッチ１５の反対側へ進む方向である。

小径部３５は、キーがケース側面側へ後退して抜け止め部３３がリアケース１２の受け部２３に当たる状態で、スイッチ１５の棒状の可動軸１９に当たる。スイッチ１５は、可動軸１９がシャフト部３２によって押されることによって例えばオンとオフの切り替えを行う。可動軸１９には、自由な状態における初期位置に戻る復帰力が付与されている。自由な状態では可動軸１９に可動軸１９を押す負荷がかかっていない。

抜け止め部３３がリアケース１２の受け部２３に当たる状態で可動軸１９が小径部３５によって初期位置から少し押された状態となるように、小径部３５の径及び長さが調整されている。キーが押下されていない状態のときに可動軸１９が少し押し込まれた状態となることによって、スイッチ１５にプリテンションがかけられている。

小径部３５は、シャフト部３２よりも細いため、キーが押下されたときにシャフト部３２よりも潰れやすい。従って、小径部３５の突出量や径を調整して小径部３５の潰れ具合を調整することによって、スイッチ１５の可動軸１９にシャフト部３２がシャフト部３２の径のまま当たるよりも、スイッチ１５にかかるプリテンションを微調整しやすい。小径部３５が、先端からシャフト部３２へ向かって径が徐々に大きくなるようなテーパー形状になっていてもよい。

また、試作段階において、キーの試作品を用いて、スイッチ１５にプリテンションをかけてキー操作を行うことと、キーの試作品の小径部３５を少しずつ例えば削ることとを繰り返し行うことによって、スイッチ１５に丁度よいプリテンションがかかるような小径部３５の突出量や径を決めてもよい。小径部３５の突出量や径が決まれば、それに応じてキーの作製に用いられる金型を作製することができる。

小径部３５がスイッチ１５の可動軸１９に接触しているため、小径部３５はスイッチ１５の復帰力を直接受ける。つまり、キーは可動軸１９からスイッチ１５の復帰力を直接受ける。それによって、キーを押下されていないときの状態に戻す復元力がキーに付与される。

スイッチ１５の復帰力とスイッチ１５にかかるプリテンションとを加えた力がキーの復元力となる。一方、シャフト部３２の止水部３４がフロントケース１１の筒状部２１の内周面に接触することによって、シャフト部３２とケースとの間に摩擦力が生じる。

従って、キーを押下する力が解除されたときにキーが元の状態に戻るには、スイッチ１５の復帰力とスイッチ１５にかかるプリテンションとを加えた力がシャフト部３２とケースとの間の摩擦力よりも大きくなる必要がある。トップ部３１の抜け止め部３３がリアケース１２の受け部２３に当たる状態が、キーの元の状態である。これらを考慮して、スイッチ１５にかかるプリテンションは、シャフト部３２とケースとの間の摩擦力からスイッチ１５の復帰力を引いた力よりも大きくなるように設定される。

図４は、実施の形態にかかるキー構造体におけるキーの第２の例を示す図である。図４に示すように、キーは、シャフト部３２の内部にエラストマよりも硬い芯材３６を有していてもよい。芯材３６は、例えばエラストマよりも硬い樹脂や金属やセラミックスなどでできていてもよい。芯材３６は、少なくともシャフト部３２の小径部３５には届かないような長さである。芯材３６は、エラストマにインサート成形することによってシャフト部３２と一体化されていてもよい。

図５は、実施の形態にかかるキー構造体におけるキーの第３の例を示す図である。図５に示すように、トップ部３１から伸びる棒状の芯材３７がシャフト部３２の中に埋め込まれていてもよい。芯材３７は、少なくともシャフト部３２の小径部３５には届かないような長さである。芯材３７はトップ部３１に一体成形されていてもよい。芯材３７とシャフト部３２とは例えば二色成形やインサート成形によって一体化されていてもよい。

図３に示すキー構造体によれば、止水部３４がキーのシャフト部３２に一体に設けられており、スイッチ１５の復帰力とスイッチ１５にかかるプリテンションとを加えた力がキーの復元力となるため、部品点数を削減することができる。また、組み立て性に優れるため、組み立て工数を削減することができる。それによって、コストを削減することができるため、低コストのキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。

図３に示すキー構造体によれば、シャフト部３２の小径部３５の突出量及び径を調整することによってスイッチ１５に丁度よいプリテンションをかけることができる。そのため、キーを押下してもスイッチ１５が空振りの状態となったり、キーを押下していないのにスイッチ１５が押しっぱなしの状態になったりするのを防ぐことができる。

図３に示すキー構造体によれば、シャフト部３２がエラストマでできており、弾性を有するため、電子機器に外部から衝撃が加わってもシャフト部３２がその衝撃を吸収し、スイッチ１５に衝撃が加わるのを防ぐことができる。従って、耐衝撃性の高いキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。

図４または図５に示すキーを用いれば、トップ部３１を押下したときのシャフト部３２の撓みが制限されるため、シャフト部３２が撓んでスイッチ１５の可動軸１９を押すことができない状態になるのを防ぐことができる。つまり、トップ部３１を押下することによって確実にスイッチ１５を押すことができる。

・キー構造体の第２の例
図６は、実施の形態にかかるキー構造体の第２の例を示す図である。図６に示すように、キー構造体の第２の例が上述した第１の例と異なるのは、シャフト部３２が、止水部３４から伸びるフランジ部３８を有することである。

フランジ部３８は止水部３４と一体に成形されている。フランジ部３８は、止水部３４からシャフト部３２の後退方向に伸びてシャフト部３２の進退方向に対して交差する方向へ突出している。キーが元の状態にあるときに、フランジ部３８のスイッチ１５側の面は、フロントケース１１の筒状部２１のケース側面に臨む側の端面２６に当たる。それによって、キーにシャフト部３２の前進に対する抗力が付与される。その他の構成は、図３に示す第１の例と同様であるため、重複する説明を省略する。

図６に示すキー構造体によれば、キーにシャフト部３２の前進に対する抗力が付与され、電子機器に外部から衝撃が加わってもシャフト部３２及びフランジ部３８がその衝撃を吸収するため、スイッチ１５に衝撃が加わるのを防ぐことができる。従って、耐衝撃性の高いキー構造体及びそのようなキー構造体を備える電子機器が得られる。

・キー構造体の第３の例
図７は、実施の形態にかかるキー構造体の第３の例を示す図である。図７に示すように、キー構造体の第３の例が上述した第１の例と異なるのは、トップ部３１のフロントケース１１内に臨む面から、突起部３９がシャフト部３２の前進方向へ突出していることである。

突起部３９はトップ部３１と一体に成形されていてもよいし、シャフト部３２と一体に成形されていてもよい。図７に示す例では、突起部３９はシャフト部３２と一体に成形されている。シャフト部３２は、例えば止水部３４よりもトップ部３１側においてシャフト部３２の進退方向に対して交差する方向へ突出するフランジ部４０を有する。突起部３９は、シャフト部３２のフランジ部４０においてスイッチ１５側の面からシャフト部３２の前進方向へ突出している。キーが元の状態にあるときに、突起部３９は、フロントケース１１の筒状部２１のケース側面に臨む側の端面２６に当たる。

キーが押下されてキーが前進した状態では、突起部３９が潰れる。それによって突起部３９に弾性復帰力が生じる。突起部３９の復帰力はキーの復元力に寄与する。つまり、潰れた突起部３９が元に戻るときの復帰力とスイッチ１５の復帰力とスイッチ１５にかかるプリテンションとを加えた力がキーの復元力となる。その他の構成は、図３に示す第１の例と同様であるため、重複する説明を省略する。

図７に示すキー構造体によれば、突起部３９によってキーの復元力が増す。そのため、スイッチ１５の復帰力とスイッチ１５にかかるプリテンションとを加えた力だけでは、キーの復元力がシャフト部３２とケースとの間の摩擦力よりも大きくならない場合でも、キーの復元力として十分な大きさの力が得られる。従って、キーを押下する力を解除したときにキーを元の状態に戻すことができる。

上述した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）ケース表面に露出するトップ部と、前記トップ部から伸びるエラストマ製のシャフト部と、前記シャフト部から前記シャフト部の外周に沿って前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する止水部と、前記シャフト部の先端から前記シャフト部よりも小さい径で前記シャフト部の前進方向へ突出する小径部と、前記トップ部から前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する抜け止め部と、を有するキーと、前記キーを進退可能に支持するとともに、内部にスイッチを保持する前記ケースと、を備え、前記止水部が前記ケースの内面に接触することによって前記キーと前記ケースとの間を水密に保ち、前記キーが後退して前記抜け止め部が前記ケースの内面に当たる状態で前記小径部が前記スイッチに当たることによって前記スイッチにプリテンションをかけ、前記小径部が前記スイッチに接触して前記小径部が前記スイッチの復帰力を直接受けることによって前記キーに復元力を付与することを特徴とするキー構造体。

（付記２）前記トップ部はエラストマよりも硬い樹脂でできていることを特徴とする付記１に記載のキー構造体。

（付記３）前記シャフト部は、前記止水部から伸びて前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出するフランジ部を有し、前記フランジ部を前記ケースで支持することによって前記キーに前記シャフト部の前進に対する抗力を付与することを特徴とする付記１または２に記載のキー構造体。

（付記４）前記シャフト部は、前記シャフト部の前進方向へ突出する突起部を有し、前記キーが前進して前記突起部が前記ケースの内面に押し当てられて潰れることによって前記キーに復元力を付与することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のキー構造体。

（付記５）前記シャフト部の内部にエラストマよりも硬い芯材を有することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載のキー構造体。

（付記６）前記トップ部から前記シャフト部の内部にエラストマよりも硬い芯材が伸びていることを特徴とする付記１乃至５のいずれか一項に記載のキー構造体。

（付記７）ケース表面に露出するトップ部と、前記トップ部から伸びるエラストマ製のシャフト部と、前記シャフト部から前記シャフト部の外周に沿って前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する止水部と、前記シャフト部の先端から前記シャフト部よりも小さい径で前記シャフト部の前進方向へ突出する小径部と、前記トップ部から前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する抜け止め部と、を有するキーと、前記キーを進退可能に支持するとともに、内部にスイッチを保持する前記ケースと、を備え、前記止水部が前記ケースの内面に接触することによって前記キーと前記ケースとの間を水密に保ち、前記キーが後退して前記抜け止め部が前記ケースの内面に当たる状態で前記小径部が前記スイッチに当たることによって前記スイッチにプリテンションをかけ、前記小径部が前記スイッチに接触して前記小径部が前記スイッチの復帰力を直接受けることによって前記キーに復元力を付与する構造のキー構造体を備えることを特徴とする電子機器。

（付記８）前記トップ部はエラストマよりも硬い樹脂でできていることを特徴とする付記７に記載の電子機器。

（付記９）前記シャフト部は、前記止水部から伸びて前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出するフランジ部を有し、前記フランジ部を前記ケースで支持することによって前記キーに前記シャフト部の前進に対する抗力を付与することを特徴とする付記７または８に記載の電子機器。

（付記１０）前記トップ部は、前記シャフト部の前進方向へ突出する突起部を有し、前記キーが前進して前記突起部が前記ケースの内面に押し当てられて潰れることによって前記キーに復元力を付与することを特徴とする付記７乃至９のいずれか一項に記載の電子機器。

（付記１１）前記シャフト部の内部にエラストマよりも硬い芯材を有することを特徴とする付記７乃至１０のいずれか一項に記載の電子機器。

（付記１２）前記トップ部から前記シャフト部の内部にエラストマよりも硬い芯材が伸びていることを特徴とする付記７乃至１１のいずれか一項に記載の電子機器。

１ 電子機器
３ キー
１１ フロントケース
１２ リアケース
１５ スイッチ
３１ トップ部
３２ シャフト部
３３ 抜け止め部
３４ 止水部
３５ 小径部
３６，３７ 芯材
３８，４０ フランジ部
３９ 突起部

Claims (6)

1. ケース表面に露出するトップ部と、
   前記トップ部から伸びるエラストマ製のシャフト部と、
   前記シャフト部から前記シャフト部の外周に沿って前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する止水部と、
   前記シャフト部の先端から前記シャフト部よりも小さい径で前記シャフト部の前進方向へ突出する小径部と、
   前記トップ部から前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する抜け止め部と、
   を有するキーと、
   前記キーを進退可能に支持するとともに、内部にスイッチを保持する前記ケースと、
   を備え、
   前記止水部が前記ケースの内面に接触することによって前記キーと前記ケースとの間を水密に保ち、
   前記キーが後退して前記抜け止め部が前記ケースの内面に当たる状態で前記小径部が前記スイッチに当たることによって前記スイッチにプリテンションをかけ、
   前記小径部が前記スイッチに接触して前記小径部が前記スイッチの復帰力を直接受けることによって前記キーに復元力を付与することを特徴とするキー構造体。
2. 前記トップ部はエラストマよりも硬い樹脂でできていることを特徴とする請求項１に記載のキー構造体。
3. 前記シャフト部は、前記止水部から伸びて前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出するフランジ部を有し、
   前記フランジ部を前記ケースで支持することによって前記キーに前記シャフト部の前進に対する抗力を付与することを特徴とする請求項１または２に記載のキー構造体。
4. 前記シャフト部は、前記シャフト部の前進方向へ突出する突起部を有し、
   前記キーが前進して前記突起部が前記ケースの内面に押し当てられて潰れることによって前記キーに復元力を付与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のキー構造体。
5. 前記シャフト部の内部にエラストマよりも硬い芯材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のキー構造体。
6. ケース表面に露出するトップ部と、
   前記トップ部から伸びるエラストマ製のシャフト部と、
   前記シャフト部から前記シャフト部の外周に沿って前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する止水部と、
   前記シャフト部の先端から前記シャフト部よりも小さい径で前記シャフト部の前進方向へ突出する小径部と、
   前記トップ部から前記シャフト部の進退方向に対して交差する方向へ突出する抜け止め部と、
   を有するキーと、
   前記キーを進退可能に支持するとともに、内部にスイッチを保持する前記ケースと、
   を備え、
   前記止水部が前記ケースの内面に接触することによって前記キーと前記ケースとの間を水密に保ち、
   前記キーが後退して前記抜け止め部が前記ケースの内面に当たる状態で前記小径部が前記スイッチに当たることによって前記スイッチにプリテンションをかけ、
   前記小径部が前記スイッチに接触して前記小径部が前記スイッチの復帰力を直接受けることによって前記キーに復元力を付与する構造のキー構造体を備えることを特徴とする電子機器。

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