JP2015226155A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーを変形させることなく確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置を提供する。【解決手段】操作部１ａに配設された操作部材１０と、操作部材１０の周囲に立設されたカバー２０と、操作部材１０の移動によって入力操作される電気部品５０が配設された基板４０と、基板４０を覆うとともに電気部品５０に対応する開口３０ａが設けられ、カバー２０と基板４０との間に挟設された弾性シート３０と、を備えた防水構造をもつ入力装置１において、カバー２０は、弾性シート３０に当接する断面略凸形状のリブ２０ａを備え、弾性シート３０は、リブ２０ａが当接する領域に設けられた薄肉部３０ｃを有し、薄肉部３０ｃの裏面側に空間が形成されて薄肉部３０ｃがリブ２０ａの押圧によって弾性変形している。【選択図】図３

Description

本発明は、カバーを変形させることなく確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置に関する。

携帯端末装置や各種機器用の入力装置は、屋外環境でも安心して使用できることが要望されている。そのため、携帯端末装置や入力装置において、操作部の周辺から装置内部に水などが入らないよう防水性の向上を図った構造が施されている（例えば、特許文献１）。

図８および図９は、特許文献1に記載された携帯端末装置１００の構成を示す断面図である。図９において、携帯端末装置１００のキーシート１０１周辺部の防水構造は、操作部の周囲に立設された断面略凸形状のリブ１０５を有する上カバー１０４と、操作部の操作入力を受けるプリント基板１０３とを備えている。さらに、上カバー１０４とプリント基板１０３との間に挟設され上カバー１０４に立設された断面略凸形状のリブ１０５と同じ中心でプリント基板１０３に当接するように立設した断面略凸形状のリブ１０２を有するキーシート１０１とから構成されている。キーシート１０１は、シリコンゴムなどの弾性体（弾性シート）で構成されている。また、リブ１０５の断面形状が半円であり、リブ１０５の先端を細くしてキーシート１０１に食い込ませる構造が開示されている。

弾性体で構成されたキーシート１０１にリブ１０５が食い込むことにより、上カバー１０４とキーシート１０１との隙間から浸入した水が装置内へは浸入できない。これにより、携帯端末装置１００の電気部品が濡れないように保護される。

特開２０００−１５１７７２号公報

しかしながら、従来の構造では、弾性シートの厚さやリブの高さがばらつくと弾性シートからの反発力が想定以上に強くなり、上カバー１０４が変形してしまうという不具合が発生していた。

このため、上カバー１０４の変形によって操作部を操作できなくなったり、操作感触が悪化したりする問題があった。一方、これを回避しようとして下ケースとの締め付け力を弱くすると、弾性シートの弾性変形による密着力が十分に確保できなくなって、結果として隙間から水が入ってしまうという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーを変形させることなく確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置を提供することを目的とする。

本発明は、操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、を備えた防水構造をもつ入力装置において、前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形していることを特徴とする。

この構成によれば、弾性シートに薄肉部を設けたので、カバーのリブが弾性シートに食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがないため、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーの浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる。

また、本発明の入力装置において、前記薄肉部は、前記弾性シートの裏面に断続的な凹形状が形成されてなることを特徴とする。

過剰な反発力を発生しなければ、弾性シートの凹形状は全てつながっている必要は無く、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保ちながら確実に防水することができる。

また、本発明の入力装置において、前記リブが平面視で円環状であって、前記弾性シートは、前記円環状の前記リブに対応する前記薄肉部が円状に設けられ、円状の前記薄肉部の中央に孔が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、基板とカバーを締結するビスを挿通するために、弾性シートに孔を形成しても、孔の周囲で弾性シートに当接するリブが途切れのない円環状なので、確実に防水できる。

本発明によれば、弾性シートはリブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、薄肉部の裏面側に空間が形成されて弾性変形しているので、カバーのリブが弾性シートに食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがない。したがって、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーの浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置を提供することができる。

本発明の実施形態の入力装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態の入力装置を示す平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。 図３のＡ部の拡大断面図である。 電気部品を示す断面図である。 上カバー部材を示す底面図である。 弾性シートを示す外形図であり、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は底面図である。 従来の携帯端末装置の構成を示す断面図である。 図８の部分拡大断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。

図１は、本発明の実施形態の入力装置１を示す斜視図である。図２は、本実施形態の入力装置１を示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。図４は、図３のＡ部の拡大断面図である。図５は、電気部品５０を示す断面図である。図６は、上カバー部材２１を示す底面図である。図７は、弾性シート３０を示す外形図であり、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は底面図である。

入力装置１は、図１および図２に示すように、操作部１ａに配設された操作部材１０と、操作部材１０の周囲に立設されたカバー２０とを備えている。なお、説明上、入力装置１の各種部材について、操作部１ａ側（Ｚ１側）を表面、反対側（Ｚ２側）を裏面とする。

操作部材１０は合成樹脂で形成され、操作部材１０を押圧操作する入力内容を表す記号が刻印されている。

カバー２０は合成樹脂で形成され、図３に示すように、電気部品５０が配設された基板４０を収納している。カバー２０は上カバー部材２１と下カバー部材２２とを備え、上カバー部材２１と下カバー部材２２とがビス２５で締結されることによって一体化されている。また、このときに、基板４０が上カバー部材２１と下カバー部材２２に挟設される。そして、図３および図４に示すように、基板４０の上面を弾性シート３０が覆って、防水構造を構成している。上カバー部材２１には、操作部材１０が上下に摺動可能な開口部が設けられており、この開口部から水が浸み込まないように延出された側壁が設けられている。

操作部１ａに配設された操作部材１０に対応して、電気部品５０が配設されている。本実施形態の入力装置１では、電気部品５０としてスイッチ装置を備えている。スイッチ装置を構成する電気部品５０は、図５（ａ）に示すように、可動部５１、固定接点５３、および可動接点５４を備えている。なお、電気部品５０は、スイッチ装置に限定されず、例えば、スライド抵抗器や荷重センサであってもよい。

電気部品５０は、操作部１ａに配設された操作部材１０が押圧されたときに、操作部材１０の移動によって入力操作される。具体的には、押圧された操作部材１０がＺ２方向に移動することによって、図５（ｂ）に示すように、電気部品５０の可動部５１がＺ２方向に移動する。このとき、可動部５１は可動接点５４を弾性変形させて、固定接点５３と可動接点５４とを接触させる。これにより、固定接点５３と可動接点５４が導通する。

弾性シート３０は水を浸透させない素材で形成されている。弾性シート３０には、電気部品５０の可動部５１に対応して開口３０ａが設けられている。また、ビス２５に対応する丸い孔３０ｂが設けられている。この開口３０ａおよび孔３０ｂの部分を除き、基板４０は弾性シート３０にほぼ覆われていて、水が操作部材１０とカバー２０との間に設けられた隙間から浸み込んだ場合であっても、基板４０が水に濡れないように保護される。本実施形態の入力装置１では、弾性シート３０にシリコンラバーを用いている。操作部材１０とカバー２０との間に浸み込んだ水は、弾性シート３０に浸透することなく、カバー２０の側面に設けられた穴から排出される。

上カバー部材２１には、弾性シート３０の表面を押し込むように当接しているリブ２０ａが設けられている（図３および図４参照）。本実施形態の入力装置１において、リブ２０ａは断面略凸形状を有している。図６に示すように、Ｚ２側からの平面視で、リブ２０ａは環状に形成されている。

図３および図４に示すように、弾性シート３０は、リブ２０ａの当接する領域がリブ２０ａの押圧によって弾性変形している。この弾性シート３０には、図７（ａ）に示すように、電気部品５０に対応する開口３０ａ、および、ビス２５に対応する孔３０ｂが設けられている。図４に示すように、弾性変形している弾性シート３０の復元力によって、リブ２０ａと弾性シート３０の表面とが密着している。これによって、リブ２０ａで囲まれた領域への水の侵入が防止される。本実施形態の入力装置１では、弾性シート３０の開口３０ａおよび孔３０ｂを取り囲むようにリブ２０ａが形成されている。

弾性シート３０は、リブ２０ａが当接する領域に薄肉部３０ｃを有している。本実施形態の入力装置１において、薄肉部３０ｃは弾性シート３０の裏面に断続的な凹形状が図７（ｂ）に示すように形成されてなる。

弾性シート３０の孔３０ｂに対しては、上カバー部材２１のリブ２０ａが平面視で円環状であって、弾性シート３０は、その裏面に凹形状が形成されて、円環状のリブ２０ａに対応する薄肉部３０ｃが円状に設けられ、円状の薄肉部３０ｃの中央に孔３０ｂが形成されている。

弾性シート３０の開口３０ａに対しては、上カバー部材２１のリブ２０ａが平面視で略矩形の環状であって、弾性シート３０は、その裏面に凹形状が形成されて、略矩形状のリブ２０ａに対応する薄肉部３０ｃが断続的に形成されている。

したがって、薄肉部３０ｃの裏面側には基板４０との間に空間が形成される。これにより、薄肉部３０ｃがリブ２０ａの押圧によって弾性変形している状態であっても、薄肉部３０ｃの裏面側が基板４０に当接することはない。このため、弾性シート３０の裏面が基板４０に当接する場合に比べて、リブ２０ａに対する反発力が小さくできる。したがって、弾性シート３０の弾性変形によってカバー２０との密着力が十分に確保されるとともに、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバー２０に向かう過剰な反発力を発生することがない。

図３および図４では、分かりやすくするために弾性シート３０を相対的に厚く示しているが、弾性変形による反発力を発生可能な実用的な厚さであればよい。

本実施形態の入力装置１において、弾性シート３０の開口３０ａに対して、略矩形状のリブ２０ａに対応する薄肉部３０ｃが断続的に形成されている。薄肉部３０ｃでは裏面に凹形状が形成されているので、上述したように反発力が小さくできる。一方、凹形状が途切れた領域にリブ２０ａが当接する場合は、より強い反発力が生じる。この領域の寸法は適宜調整することができ、過剰な反発力を発生しなければ、弾性シート３０の凹形状は全てつながっている必要はなく、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保つことができる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の入力装置１は、操作部１ａに配設された操作部材１０と、操作部材１０の周囲に立設されたカバー２０と、操作部材１０の移動によって入力操作される電気部品５０が配設された基板４０と、を備えている。そして、基板４０を覆うとともに電気部品５０に対応する開口３０ａが設けられ、カバー２０と基板４０との間に挟設された弾性シート３０と、を備えて、防水構造を構成している。カバー２０は、弾性シート３０に当接する断面略凸形状のリブ２０ａを備え、弾性シート３０は、リブ２０ａが当接する領域に設けられた薄肉部３０ｃを有し、薄肉部３０ｃの裏面側に空間が形成されて薄肉部３０ｃがリブ２０ａの押圧によって弾性変形している。

この構成によれば、弾性シート３０に薄肉部３０ｃを設けたので、カバー２０のリブ２０ａが弾性シート３０に食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがない。このため、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバー２０の浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる。

また、本実施形態の入力装置１において、薄肉部３０ｃは、弾性シート３０の裏面に断続的な凹形状が形成されてなる。過剰な反発力を発生しなければ、弾性シート３０の凹形状は全てつながっている必要はなく、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保ちながら確実に防水することができる。

また、本実施形態の入力装置１において、リブ２０ａが平面視で円環状であって、弾性シート３０は、円環状のリブ２０ａに対応する薄肉部３０ｃが円状に設けられ、円状の薄肉部３０ｃの中央に孔３０ｂが形成されている。この構成によれば、基板４０とカバー２０を締結するビス２５を挿通するために、弾性シート３０に孔３０ｂを形成しても、孔３０ｂの周囲で弾性シート３０に当接するリブ２０ａが途切れのない円環状なので、確実に防水できる。なお、孔３０ｂは丸孔であることが好適であるが、角孔等の形状であってもよい。

以上のように、本発明の実施形態の入力装置１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、入力操作方向をＺ２方向への押圧操作としたが、Ｘ１−Ｘ２方向やＹ１−Ｙ２方向等の平面操作を入力操作方向として、Ｚ２方向への押圧に変換する機構を設けているものであってもよい。また、Ｚ１−Ｚ２方向を回転軸とする回転操作機構を備えたものであってもよい。また、操作部１ａが平面状でなく、曲面状であってもよい。

（２）本実施形態において、電気部品５０として図５に示すスイッチ装置としたが、スイッチ装置の具体的な構造は、これに限定されるものではない。例えば、ドーム状の金属ばねを内蔵した構造や、可動部をゴム部材等の弾力性を有する部材で構成した構造であってもよい。

（３）本実施形態において、基板４０に配置された電気部品５０としてスイッチ装置のみを示したが、他の電気部品が実装されていてもよい。また、入力操作のための可動部を備えていない他の電気部品の実装位置では開口３０ａを設ける必要はないが、開口３０ａを設けていない領域に薄肉部３０ｃを適宜設けていてもよい。

１ 入力装置
１ａ 操作部
１０ 操作部材
２０ カバー
２０ａ リブ
２１ 上カバー部材
２２ 下カバー部材
２５ ビス
３０ 弾性シート
３０ａ 開口
３０ｂ 孔
３０ｃ 薄肉部
４０ 基板
５０ 電気部品
５１ 可動部
５３ 固定接点
５４ 可動接点

Claims (3)

1. 操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、
   前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、
   前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、
   を備えた防水構造をもつ入力装置において、
   前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、
   前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形していることを特徴とする入力装置。
2. 前記薄肉部は、前記弾性シートの裏面に断続的な凹形状が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記リブが平面視で円環状であって、
   前記弾性シートは、前記円環状の前記リブに対応する前記薄肉部が円状に設けられ、円状の前記薄肉部の中央に孔が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。