JP3742959B2

JP3742959B2 - Multi-directional operation key structure

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Publication number: JP3742959B2
Application number: JP37160298A
Authority: JP
Inventors: 慶三原田
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP2000195382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多方向操作キー構造に係り、より詳細には電子機器ケースの操作面に配置されて多方向に動作することにより複数の機能を一つのキーで操作可能に設けた多方向操作キー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は、種々の機能が付加されて多機能化されている一方、使用者が所定の機能を容易に且つ確実に実行できるように様々な操作キーを配置して操作性を向上している。特に、例えば、ＰＨＳ、携帯電話機などの移動体通信端末においては頻繁に種々の機能が付加されるため、これに応じて使用者が容易に操作できる操作性の良い操作キーを開発している。従来、このような移動体通信端末の操作キーとしては、例えば、多方向に動作して複数の機能を一つの操作キーで操作できる多方向操作キーをよく使用している。また、このような従来の多方向操作キー構造としては、例えば、表示画面（ＬＣＤ）上のカーソルを４方向に移動する４方向キー（又は十字キー）がよく知られている。図１７は、このような４方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造を示す斜視図である。また、図１８は、図１７に示した多方向操作キーの底面を示す斜視図である。また、図１９は、図１７に示したＬ−Ｌ線断面での多方向操作キーの動作を示す動作説明図であり、図１９（ａ）は回路基板上に配置された状態を、図１９（ｂ）は多方向操作キーに押し圧を加えた状態を各々示している。
【０００３】
図１７に示すように、４方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造は、シリコンゴムなどの軟質材からなり電子機器のケース内に装着されるキートップ４０と、このキートップ４０の動作に対応してオン・オフする接点回路を形成した回路基板４４（図１９参照）とにより形成されている。
【０００４】
ここで、キートップ４０は、前述したようにシリコンゴムなどの軟質材からなり、矩形で薄板状に形成された薄板部４０ａと、この薄板部４０ａの表面から突出して内側に傾斜するスカート部４０ｂと、このスカート部４０ｂの一端に延在する円筒状の４方向キー部４０ｃとを一体に形成している。このキートップ４０は、スカート部４０ｂの内部が図１８に示すように空洞になっており、この空洞内の上端部には４方向キー部４０ｃの４方向動作に対応する導電部材４２を各々４箇所設けている。この導電部材４２は、導電材からなり内部に電気が流れるように形成されている。
【０００５】
このように形成されたキートップ４０は、図１９に示すように、回路基板４４の上面に載置して使用される。ここで、回路基板４４の表面には、キートップ４０を載置した際に導電部材４２と近接するように接点パターンを形成している。この接点パターンは、図１９（ａ）に示すように、回路基板４４の表面にお互いに対向するように配列させた一対の第１パターン４４ａ及び第２パターン４４ｂを形成している。また、回路基板４４は、第１パターン４４ａから第２パターン４４ｂに電流が流れることにより電子機器の所定の機能を実行できるように形成されている。
【０００６】
従って、キートップ４０は、４方向のうち所定の一方向である図１９（ｂ）に示す矢印方向から押し圧を加えると、スカート部４０ｂが変形して導電部材４２が降下することにより、導電部材４２が回路基板４４の第１パターン４４ａと第２パターン４４ｂとに各々当接する。このように、回路基板４４は、導電部材４２が降下して第１パターン４４ａと第２パターン４４ｂとに各々当接することで、第１パターン４４ａから導電部材４２を介して第２パターン４４ｂに電流が流れる。このように回路基板４４では、第１パターン４４ａから導電部材４２を介して第２パターン４４ｂに電流が流れることで電子機器の所定の機能が実行される。また、スカート部４０ｂは、図１９（ｂ）に示した矢印方向に押し圧が加えられると、ある部分は収縮し、ある部分は水平方向に引っ張られ、また、ある部分は引っ張り部と収縮部との中間状態になり様々な形状に変形する。そして、キートップ４０に加えた押し圧を解除すると、スカート部４０ａの復元力により図１９（ａ）に示した状態に戻る。
【０００７】
このように、４方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造は、キートップ４０にシリコンゴムなどの軟質材により復元力を備えたスカート部４０ｂを形成し、押し圧により４方向に傾斜させて接点を短絡することで電子機器の所定の機能を実行していた。
【０００８】
一方、このような４方向に操作する従来の多方向操作キー構造とは異なり、５方向の操作を可能にする従来の多方向操作キー構造がある。図２０はこのような５方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造を示す斜視図である。
図２０に示すように、５方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造は、電子機器のケース内に収納され、５方向の動作に応じて５つの接点をオン・オフする接点部品５０と、この接点部品５０を実装してケース内に収納する回路基板５４とを備えている。
【０００９】
ここで接点部品５０は、５方向の動作として、図１９（ｂ）に示した従来技術の前後左右４方向による傾斜動作と、下方向の降下動作とからなる５方向の動作が可能に形成されている。
また、接点部品５０は、内部に５つの接点（図示せず）を備えた箱状の本体５０ａと、この本体５０ａ内から延在して突出する操作軸５０ｂと、この操作軸５０ｂの先端に装着する多方向操作キー５０ｃとから形成されている。この接点部品５０は、操作軸５０ｂを図２０に示した前後左右方向及び下方向に動作させることにより、本体５０ａの内部に設けた５つの接点のうちいずれかをオン・オフするように形成されている。
【００１０】
このように形成された５方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造によれば、図１９（ｂ）に示した従来技術の４方向の動作に加えて、図２０に示した上下の動作が可能になり、一つの操作キーで５つの機能を操作できるようになる。
【００１１】
このように、従来の多方向操作キー構造は、スカート部の復元力を利用した４方向キーによる動作、及び接点部品を使用した５方向の接点動作により、１つの操作キーで複数の機能を容易に操作できるように形成していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の多方向操作キー構造では、図１７に示した４方向に動作するキートップ４０の場合、押し圧を加えてスカート部４０ｂを変形させて動作することにより各方向での押し圧が変化して操作荷重も一定にならないため、キートップの操作感にバラツキが発生して押し圧を一定に維持することが困難であるという不具合があった。
また、従来の多方向操作キー構造では、図２０に示した５方向に動作する接点部品５０の場合、部品自体が多方向に操作できるモジュールであるが、電子機器のケース内に収納する際に図１７に示したキートップ４０に比べて本体５０ａの設置スペースを必要とするため、電子機器ケースの厚さが増加して薄型化が困難になるという不具合があった。さらに、このような接点部品５０は、回路基板に半田付けされており、５方向に動作させる外力が直接回路基板に加わるため、半田剥離などの問題により周辺に他の部品を実装することができないという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、回路基板に負荷が加わることなく多方向に一定の操作荷重で操作でき、電子機器のケースを薄型化できる多方向操作キー構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、電子機器のケースに装着して複数の機能を一つの操作キーにより操作可能にする多方向操作キー構造であって、電子機器の外装を形成するケースと、このケースに支持されてケースの表面で垂直方向の動作及び傾き動作による複数の動作を可能にした多方向操作部と、ケースの内部で前記多方向操作部が動作することによりオン・オフされる複数の接点を有した回路基板とを備え、多方向操作部は、ケースの表面に平行する所定の軸方向を中心に回動可能に軸支したリング状の第１回動部材を設けてこの第１回動部材を軸支した方向と直交する方向を中心としてリング状の第１回動部材内に円筒状で外周から突出する軸により回動可能に軸支される円筒部と上端の上面部とを有した第２回動部材を設けることにより十字方向の４方向に回動して傾き動作をするように設けるとともに、この第２回動部材の上面部を覆って間にクッションまたはコイルバネを介在させる円板状に形成したプッシュ部と該プッシュ部から延在して第２回動部材の上面部中心に挿入されて垂直方向に動作可能に支持する軸部とを有したプッシュキーを備えて垂直方向の動作をするように設け、プッシュキーの軸部及び第２回動部材の円筒部の下部に回路基板の複数の接点を各々配置してオン・オフするように設ける。
【００１４】
ここで、第２回動部材は、回路基板の接点に当接してオン・オフする円筒部の下部をテーパー状に傾斜するように切り欠いて鋭角な頂点になるように設けることが好ましい。また、回路基板に設けた複数の接点は、押し圧により金属板バネが変形して回路基板上に形成した２つの回路パターンに当接して短絡することにより電流が流れて所定の機能を実行する板バネ接点部であることが好ましい。また、多方向操作部は、垂直方向の動作及び傾き動作が所定の位置で停止するように設け、回路基板に必要以上の外力が加わらないように形成することが好ましい。また、電子機器としては、ＰＨＳ電話機、携帯電話機、トランシーバなどの移動体通信端末に採用することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による多方向操作キー構造の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第１の実施の形態を示す斜視図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。また、図３は、図１に示したＢ−Ｂ線の断面を示す断面図である。また、図４は、図２に示したＥ部の詳細を示す拡大図である。また、図５は、図２に示したＦ部の詳細を示す斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第１の実施の形態は、携帯電話機の外装表面を形成するフロントケース１０と、このフロントケース１０に支持されてフロントケース１０の表面で下方向の降下動作及び傾き動作による複数の動作を可能にした多方向操作部２０と、フロントケース１０に装着されて多方向操作部２０の傾き及び下方向の降下動作によりオン・オフされる複数の板バネ接点部２を設けた回路基板１とを備えている。また、フロントケース１０には、図示されていないが、リアケースが嵌合され、携帯電話機の外装を形成している。
【００１７】
ここで、フロントケース１０は、略中央部に円形状に開口する操作キー穴１０ｂを形成している。この操作キー穴１０ｂには、内周から突出して中心に向かって延在するリブ１０ｃを形成している。このリブ１０ｃには、図１に示した左右方向の両側に凹状の切り欠き部を設け、この切り欠き部に、更に開口した回動凹部１０ａを形成している。そして、この回動凹部１０ａには、多方向操作部２０が回動可能に装着されている。
【００１８】
多方向操作部２０は、フロントケース１０の回動凹部１０ａに回動可能に軸支されるリング状の第１回動部材２６と、この第１回動部材２６を軸支した方向と直交する方向を中心として第１回動部材２６に回動可能に軸支される第２回動部材２４と、この第２回動部材２４の中心部に貫通するように装着されたプッシュキー２２とを備えている。ここで、第１回動部材２６は、リング状に形成され、このリング状の外周から図１に示した左右方向に突出してフロントケース１０の回動凹部１０ａに装着する第１回動軸２６ａと、この第１回動軸２６ａと直交する図１に示した前後方向に開口する回動穴２６ｂとを一体に形成している。この第１回動部材２６の第１回動軸２６ａは、棒状に突出して形成され、フロントケース１０の回動凹部１０ａに挿入することで第１回動部材２６をフロントケース１０に回動可能に軸支している。また、第１回動部材２６には、回動穴２６ｂに第２回動部材２４が回動可能に軸支されている。
【００１９】
第２回動部材２４は、円筒状の円筒部２４ｅと、この円筒部２４ｅの上端に円板状に形成された上面部２４ｄとを一体に形成している。また、円筒部２４ｅには、外周から図１に示した前後方向に突出する第２回動軸２４ａを一体に形成している。そして、上面部２４ｄには、表面の中心部を凹状に形成した凹部２４ｂを形成し、この凹部２４ｂ内の底面には円筒部２４ｅ内に貫通する貫通穴２４ｃが２箇所形成されている。このように形成された第２回動部材２４は、円筒部２４ｅに設けた第２回動軸２４ａを第１回動部材２６の回動穴２６ｂに挿入することで軸支される。また、第２回動部材２４の凹部２４ｂには、図１に示した下方向に降下動作するプッシュキー２２を装着している。
【００２０】
プッシュキー２２は、円板状に形成されたプッシュ部２２ａと、このプッシュ部２２ａの表面から延在する軸部２２ｂと、この軸部２２ｂの近傍にプッシュ部２２ａの表面から延在するツメ形状を備えたツメ部２２ｃとを一体に形成している。そして、このプッシュキー２２は、第２回動部材２４の凹部２４ｂに形成した貫通穴２４ｃに各々軸部２２ｂとツメ部２２ｃとを挿入することでプッシュ部２２ａが凹部２４ｂに嵌入するように装着される。この際、プッシュキー２２と第２回動部材２４との間には、軸部２２ｂに挿入させて装着する軟質材からなるクッション２８を介在させている。
また、フロントケース１０には、内部に回路基板１が装着されている。この回路基板１は、表面に回路パターン（図示せず）を形成しているとともに、所定のパターン上には複数の板バネ接点部２が形成されている。
【００２１】
ここで、フロントケース１０に回路基板１と多方向操作部２０とを装着すると、図２に示すように、回路基板１と多方向操作部２０とがお互いに近接して配置され、板バネ接点部２がプッシュキー２２の軸部２２ｂ及び第２回動部材２４の下部に各々配置される。そして、この第２回動部材２４とプッシュキー２２とは、第１回動部材２６により、図３に示すようにフロントケース１０の回動凹部１０ａに回動可能に軸支されている。また、プッシュキー２２は、第２回動部材２４の貫通穴２４ｃに軸部２２ｂとツメ部２２ｃとを挿入し、このツメ部２２ｃを第２回動部材２４に係合させて外れないように装着されている。また、プッシュキー２２は、クッション２８により上部に付勢され、第２回動部材２４から所定の間隔をおいた状態で配置されている。
【００２２】
この第２回動部材２４は、板バネ接点部２と接する円筒部２４ｅの下端に、図４に示すように、凸部２４ｆを形成している。また、この凸部２４ｆ及びプッシュキー２２の軸部２２ｂに接する板バネ接点部２は、図５に示すように、回路基板１の表面に形成されており、この回路基板１の表面に円形状に形成された第２パターン２ｂと、この第２パターン２ｂを囲むように円環状に形成された第１パターン２ａと、この第１パターン２ａに電気的に接続されて弾性を備える略半球状に形成した板バネ２ｃとにより形成されている。そして、回路基板１は、第１パターン２ａから第２パターン２ｂに電流が流れることにより携帯電話機の所定の機能を実行できるように形成されている。
【００２３】
従って、板バネ接点部２は、図５に示した軸部２２ｂを降下させて押し圧を加えることにより、板バネ２ｃが変形して第２パターン２ｂとに当接する。これにより、回路基板１は、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れて携帯電話機の所定の機能を実行することができる。この板バネ接点部２は、プッシュキー２２の下方向の降下動作及び図１に示した矢印Ｄ、Ｃ方向の回転により傾く第２回動部材２４の傾斜動作に各々対応させて、回路基板１上の所定位置に複数配置している。この際、複数の板バネ２ｃは、図示されていないが、所定のテープに複数装着するとともに一括して回路基板１に形成した複数の第１パターン２ａに各々電気的に接続できるように装着している。
【００２４】
次に、このように形成された本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第１の実施の形態の動作を図６乃至図９を参照して詳細に説明する。図６は、図１に示したＢ−Ｂ線断面でのプッシュキー２２の動作を示す断面図である。また、図７は、図６に示したＧ部の詳細を示す斜視図である。また、図８は、図１に示したＡ−Ａ線断面での矢印Ｃ方向に回動する第１回動部材２６の動作を示す断面図である。また、図９は、図１に示したＢ−Ｂ線断面での矢印Ｄ方向に回動する第２回動部材２４の動作を示す断面図である。
【００２５】
図６に示すように、まず、プッシュキー２２は、図６に示した矢印方向から押し圧を加えることにより、図２に示したクッション２８を圧縮して第２回動部材２４に当接するように降下する。尚、クッション２８については、代替品としてコイルバネであってもよい。この際、プッシュキー２２の軸部２２ｂは、図７に示すように、回路基板１上に設けた板バネ接点部２の板バネ２ｃの上部に降下し、この板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。ここで、プッシュキー２２は、図２に示したように押し圧を加えて降下させる際、所定の位置で第２回動部材２４に当接してそれ以上降下しないため、回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、軸部２２ｂが降下して図７に示したように板バネ２ｃを第２パターン２ｂに当接させると、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れて携帯電話機の所定の機能が実行される。そして、押し圧を解除するとプッシュキー２２は、クッション２８と板バネ２ｃの弾性力により押し上げられて図２及び図３に示した元の状態に戻る。
【００２６】
一方、第１回動部材２６は、第２回動部材２４の上端部に図８に示す矢印方向から押し圧を加えることで、第１回動部材２６が図１に示した第１回動軸２６ａを中心に矢印Ｃ方向に回動する。このように第１回動部材２６が回動すると、図８に示したように第２回動部材２４が同時に傾いて凸部２４ｆにより板バネ接点部２が押される。ここで、第２回動部材２４は、図８に示した矢印方向から押し圧が加えられて傾く際、所定の位置でフロントケース１０のリブ１０ｃに当接して停止するため、凸部２４ｆにより回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、第２回動部材２４の凸部２４ｆは、図７に示した軸部２２ｂと同様に、板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。これにより回路基板１では、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れることにより、携帯電話機の他の機能を実行することができる。そして、押し圧を解除すると第２回動部材２４は、板バネ２ｃの弾性力により回動して第１回動部材２６と同時に図２及び図３に示した元の状態に戻る。
【００２７】
また、第２回動部材２４は、上端部に図９に示す矢印方向から押し圧を加えることで、図１に示した第２回動軸２４ａを中心に矢印Ｄ方向に回動して傾く。このように第２回動部材２４が回動して傾くと、図９に示したように凸部２４ｆにより板バネ接点部２が押される。ここで、第２回動部材２４は、図９に示した矢印方向から押し圧が加えられて傾く際、所定の位置でフロントケース１０のリブ１０ｃに当接して停止するため、凸部２４ｆにより回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、第２回動部材２４の凸部２４ｆは、図７に示した軸部２２ｂと同様に、板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。これにより回路基板１では、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れることで、携帯電話機の更なる他の機能を実行することができる。そして、押し圧を解除すると第２回動部材２４は、板バネ２ｃの弾性力により回動して図２及び図３に示した元の状態に戻る。
【００２８】
以上、説明したように本発明による多方向操作キー構造の第１の実施の形態によると、第１回動部材２６及び第２回動部材２４により図１に示した前後左右方向の傾き動作を可能にし、プッシュキー２２により図１に示した下方向の降下動作を可能にすることで、５方向の動作が可能な多方向操作キーを得ることができ、この５方向の動作が所定の位置で停止するように設けているため、回路基板１に必要以上の負荷が加わることを防止することができる。
また、フロントケース１０に直接、多方向操作部２０を装着して動作させているため、図２０に示した従来技術の多接点部品５０の本体５０ａが不要になりフロントケース１０の薄型化を実現できるとともに、フロントケース１０の形状により５方向の動作ストローク及び押し圧を全て一定に調節して操作感を向上することが可能になる。
【００２９】
次に、添付図面を参照して本発明による多方向操作キー構造の第２の実施の形態を詳細に説明する。図１０は、本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第２の実施の形態を示す斜視図である。図１１は、図１０に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図である。また、図１２は、図１１に示したＬ部の詳細を示す断面図である。ここで、第２の実施の形態は、第１の実施の形態での多方向操作部以外は全て同じ構成要素であり、同じ構成要素には同一符号を記載している。
【００３０】
図１０に示すように、本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第２の実施の形態は、携帯電話機の外装表面を形成するフロントケース１０と、このフロントケース１０に支持されてフロントケース１０の表面で下方向の降下動作及び傾き動作による複数の動作を可能にした多方向操作部３０と、フロントケース１０に装着されて多方向操作部３０の傾き及び降下動作によりオン・オフされる複数の板バネ接点部２を設けた回路基板１とを備えている。また、フロントケース１０には、図示されていないが、リアケースが嵌合され、携帯電話機の外装を形成している。
【００３１】
ここで、フロントケース１０には、略中央部に開口する操作キー穴１０ｂと、この操作キー穴１０ｂの内周から突出して延在するリブ１０ｃと、このリブ１０ｃの図１０に示した左右方向の両側に設けた切り欠き部に開口した回動凹部１０ａとを形成している。そして、この回動凹部１０ａには、多方向操作部３０が回動可能に装着されている。
【００３２】
この多方向操作部３０は、フロントケース１０の回動凹部１０ａに回動可能に軸支されるリング状の第１回動部材３６と、この第１回動部材３６を軸支した方向と直交する方向を中心として第１回動部材３６に回動可能に軸支される第２回動部材３４と、この第２回動部材３４の中心部に貫通するように装着されたプッシュキー３２とを備えている。ここで、第１回動部材３６は、リング状に形成され、このリング状の外周から図１０に示した左右方向に突出してフロントケース１０の回動凹部１０ａに装着する第１回動軸３６ａと、この第１回動軸３６ａと直交する図１０に示した前後方向に開口する回動穴３６ｂとを一体に形成している。この第１回動部材３６の第１回動軸３６ａは、棒状に突出させて形成してフロントケース１０の回動凹部１０ａに挿入することで、第１回動部材３６をフロントケース１０に回動可能に軸支している。また、第１回動部材３６には、回動穴３６ｂに第２回動部材３４が回動可能に軸支されている。
【００３３】
第２回動部材３４は、円筒状の円筒部３４ｅと、この円筒部３４ｅの上端に円板状に形成された上面部３４ｄとを一体に形成している。また、円筒部３４ｅには、外周から図１０に示した前後方向に突出する第２回動軸３４ａを一体に形成している。そして、上面部３４ｄには、表面から円筒部３４ｅ内に貫通する貫通穴３４ｃが２箇所形成されている。このように形成された第２回動部材３４は、円筒部３４ｅに設けた第２回動軸３４ａを第１回動部材３６の回動穴３６ｂに挿入することで軸支される。また、第２回動部材３４には、図１０に示した下方向に降下動作するプッシュキー３２を装着している。
【００３４】
プッシュキー３２は、図１に示したプッシュキーとは異なり第２回動部材３４の上面を覆うように円板状に形成されたプッシュ部３２ａと、このプッシュ部３２ａの表面から延在する軸部３２ｂと、この軸部３２ｂの近傍にプッシュ部３２ａの表面から延在するツメ形状を備えたツメ部３２ｃとを一体に形成している。そして、このプッシュキー３２は、第２回動部材３４の貫通穴３４ｃに各々軸部３２ｂとツメ部３２ｃとを挿入することで第２回動部材３４に装着される。この際、プッシュキー３２と第２回動部材３４との間には、軸部３２ｂとツメ部３２ｃとを介して装着する軟質材からなるクッション３８を介在させている。
また、フロントケース１０には、内部に回路基板１が装着されている。この回路基板１は、表面に回路パターン（図示せず）を形成しているとともに、所定のパターン上には複数の板バネ接点部２が形成されている。
【００３５】
ここで、フロントケース１０に回路基板１と多方向操作部３０とを装着すると、図１１に示すように、回路基板１と多方向操作部３０とがお互いに近接して配置され、板バネ接点部２がプッシュキー３２の軸部３２ｂ及び第２回動部材３４の下部に各々配置されている。そして、この第２回動部材３４とプッシュキー３２とは、第１回動部材３６に支持され、フロントケース１０の回動凹部１０ａに回動可能に軸支されている。また、プッシュキー３２は、第２回動部材３４の貫通穴３４ｃに軸部３２ｂとツメ部３２ｃとを挿入し、このツメ部３２ｃを第２回動部材３４に係合させて外れないように装着されている。また、プッシュキー３２は、クッション３８により上部に付勢され、第２回動部材３４から所定の間隔をおいた状態で配置されている。尚、クッション３８については、代替品としてコイルバネであってもよい。
【００３６】
また、第２回動部材３４は、図１２に示すように、板バネ接点部２と接する円筒部３４ｅの下端が傾斜するように切り欠いた傾斜凸部３４ｆを形成している。また、回路基板１に形成された板バネ接点部２は、図５に示した板バネ接点部２と同じものであり、回路基板１の表面に円形状に形成された第２パターン２ｂと、この第２パターン２ｂを囲むように円環状に形成された第１パターン２ａと、この第１パターン２ａに電気的に接続されて弾性を備える略半球状に形成した板バネ２ｃとにより形成されている。そして、回路基板１は、第１パターン２ａから第２パターン２ｂに電流が流れることにより携帯電話機の所定の機能を実行できるように形成されている。
【００３７】
従って、板バネ接点部２は、図１２に示した傾斜凸部３４ｆを降下させて押し圧を加えることにより、板バネ３２ｃが変形して第２パターン２ｂとに当接する。これにより、回路基板１は、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れて携帯電話機の所定の機能を実行することができる。この板バネ接点部２は、図１０に示した下方向の降下動作及び矢印Ｊ、Ｋ方向の動作に各々対応するように回路基板１上の所定位置に複数配置している。また、複数の板バネ２ｃは、図示されていないが、所定のテープに複数装着して一括して回路基板１上の複数の第１パターン２ａに装着している。
【００３８】
次に、このように形成された第２の実施の形態の動作を図１３乃至図１６を参照して詳細に説明する。図１３は、図１０に示したＩ−Ｉ線断面でのプッシュキー３２の動作を示す断面図である。また、図１４は、図１３に示したＭ部の詳細を示す斜視図である。また、図１５は、図１０に示したＨ−Ｈ線断面での矢印Ｊ方向に回動する第１回動部材３６の動作を示す断面図である。また、図１６は、図１０に示したＩ−Ｉ線断面での矢印Ｋ方向に回動する第２回動部材３４の動作を示す断面図である。
【００３９】
図１３に示すように、まず、プッシュキー３２は、図１３に示した矢印方向から押し圧を加えることにより、図１１に示したクッション３８を圧縮して第２回動部材３４に当接するように降下する。この際、プッシュキー３２の軸部３２ｂは、図１４に示すように、回路基板１上に設けた板バネ接点部２の板バネ２ｃの上部に降下し、この板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。ここで、図１３に示したようにプッシュキー３２は、押し圧を加えて降下させる際、所定の位置で第２回動部材３４に当接してそれ以上降下しないため、回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、軸部３２ｂが降下して図１４に示したように板バネ２ｃを第２パターン２ｂに当接させると、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れて携帯電話機の所定の機能が実行される。そして、押し圧を解除するとプッシュキー３２は、クッション３８と板バネ２ｃの弾性力により押し上げられて図１１に示した元の状態に戻る。
【００４０】
一方、第１回動部材３６は、第２回動部材３４の上端部に図１５に示す矢印方向から押し圧を加えることにより、第１回動部材３６が図１０に示した第１回動軸３６ａを中心に矢印Ｊ方向に回動する。このように、第１回動部材３６が回動すると、図１５に示したように第２回動部材３４が同時に傾いて傾斜凸部３４ｆにより板バネ接点部２が押される。ここで、第２回動部材３４は、図１５に示した矢印方向から押し圧が加えられて傾く際、所定の位置でフロントケース１０のリブ１０ｃに当接して停止するため、傾斜凸部３４ｆにより回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、第２回動部材３４の傾斜凸部３４ｆは、図１４に示した軸部３２ｂと同様に、板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。これにより回路基板１では、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れることにより、携帯電話機の他の機能を実行することができる。そして、押し圧を解除すると第２回動部材３４は、板バネ２ｃの弾性力により回動して第１回動部材３６と同時に図１１に示した元の状態に戻る。
【００４１】
また、第２回動部材３４は、上端部に図１６に示す矢印方向から押し圧を加えることで、図１０に示した第２回動軸３４ａを中心に矢印Ｋ方向に回動して傾く。このように第２回動部材３４が回動して傾くと、図１６に示したように傾斜凸部３４ｆにより板バネ接点部２が押される。ここで、第２回動部材３４は、図１６に示した矢印方向から押し圧が加えられて傾く際、所定の位置でフロントケース１０のリブ１０ｃに当接して停止するため、傾斜凸部３４ｆにより回路基板１に必要以上に負荷を加えることがなくなる。このように、第２回動部材３４の傾斜凸部３４ｆは、図１４に示した軸部３２ｂと同様に、板バネ２ｃを変形させて第２パターン２ｂに当接させる。これにより回路基板１では、第１パターン２ａから板バネ２ｃを介して第２パターン２ｂに電流が流れることで、携帯電話機の更なる他の機能を実行することができる。そして、押し圧を解除すると第２回動部材３４は、板バネ２ｃの弾性力により回動して図１１に示した元の状態に戻る。
【００４２】
以上、説明したように本発明による多方向操作キー構造の第２の実施の形態によると、第１回動部材３６及び第２回動部材３４により図１０に示した前後左右方向の傾き動作を可能にし、プッシュキー３２により図１０に示した下方向の降下動作を可能にすることで、５方向の動作が可能な多方向操作キー３０を得ることができるため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、第２回動部材３４の円筒部３４ｅには、下部の先端に凸状でなくテーパ状の傾斜凸部３４ｆを設けており、第２回動部材３４が傾いた時に傾斜凸部３４ｆの鋭角な頂点が板バネ接点部２を押す構造になっているため、図４に示した凸部に比べて強度的に強く形成することができる。
また、図１６に示した状態でプッシュキー３２の両端に押し圧が加えられた場合、第２回動部材３４の上部にプッシュキー３２を延在させて設けていることにより、図９に示した第１の実施の形態とは異なり、プッシュキー３２が動作して押し圧を吸収するため、第１回動軸３６ａが外れる方向に外力が加わることを防止することができる。
【００４３】
以上、本発明による多方向操作キー構造の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、第１回動部材と第２回動部材とにより十字方向に傾く多方向操作キー構造の実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、携帯電話機の回路基板に接点部を増やせば、第１回動部材と第２回動部材とにより多方向（例えば、８方向）に動作させることも可能である。
また、携帯電話機に採用した多方向操作キー構造の実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＨＳ、トランシーバなどの移動体通信端末にも適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
このように本発明による多方向操作キー構造によれば、多方向操作部の動作が所定の位置で停止するように設けており、板バネ接点部の板バネが変形して所定のパターンに短絡する圧力だけが加えられるように設けているため、操作荷重を必要以上に加えることがなく、全方向の動作を一定の操作荷重で操作でき、操作感を向上することができる。
また、本発明による多方向操作キー構造によれば、板バネ接点部の板バネを変形させて短絡させる外力以外は回路基板上に加わることがなく半田剥離などの不具合が生じないため、回路基板上に設けた板バネ接点部の周囲に部品を実装することが可能になり集積度が向上するとともに、薄型化、小型化されたケース本体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第１の実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線の断面を示す断面図。
【図３】図１に示したＢ−Ｂ線の断面を示す断面図。
【図４】図２に示したＥ部の詳細を示す拡大図。
【図５】図２に示したＦ部の詳細を示す斜視図。
【図６】図１に示したＢ−Ｂ線断面でのプッシュキーの動作を示す断面図。
【図７】図６に示したＧ部の詳細を示す斜視図。
【図８】図１に示したＡ−Ａ線断面での矢印Ｃ方向に回動する第１回動部材の動作を示す断面図。
【図９】図１に示したＢ−Ｂ線断面での矢印Ｄ方向に回動する第２回動部材の動作を示す断面図。
【図１０】本発明による多方向操作キー構造を携帯電話機に採用した第２の実施の形態を示す斜視図。
【図１１】図１０に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図。
【図１２】図１１に示したＬ部の詳細を示す断面図。
【図１３】図１０に示したＩ−Ｉ線断面でのプッシュキーの動作を示す断面図。
【図１４】図１３に示したＭ部の詳細を示す斜視図。
【図１５】図１０に示したＨ−Ｈ線断面での矢印Ｊ方向に回動する第１回動部材の動作を示す断面図。
【図１６】図１０に示したＩ−Ｉ線断面での矢印Ｋ方向に回動する第２回動部材の動作を示す断面図。
【図１７】４方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造を示す斜視図。
【図１８】図１７に示した多方向操作キーの底面を示す斜視図。
【図１９】図１７に示したＬ−Ｌ線断面での多方向操作キーの動作を示す動作説明図。
【図２０】５方向の操作を可能にした従来の多方向操作キー構造を示す斜視図。
【符号の説明】
１回路基板
２板バネ接点部
１０フロントケース
１０ａ回動凹部
１０ｂ操作キー穴
１０ｃリブ
２０多方向操作部
２２プッシュキー
２２ａプッシュ部
２２ｂ軸部
２２ｃツメ部
２４第２回動部材
２４ａ第２回動軸
２４ｂ凹部
２４ｃ貫通穴
２４ｄ上面部
２４ｅ円筒部
２４ｆ凸部
２６第１回動部材
２６ａ第１回動軸
２６ｂ回動穴
２８クッション[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multidirectional operation key structure, and more specifically, a multidirectional operation key that is arranged on an operation surface of an electronic device case and operates in multiple directions so that a plurality of functions can be operated with a single key. Concerning structure.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices have been multi-functionalized with various functions added thereto, while various operation keys have been arranged to improve operability so that a user can easily and reliably execute a predetermined function. ing. In particular, for example, various functions are frequently added to mobile communication terminals such as PHS and mobile phones, and accordingly, operation keys with good operability that can be easily operated by the user have been developed. Conventionally, as an operation key of such a mobile communication terminal, for example, a multi-direction operation key that operates in multiple directions and can operate a plurality of functions with one operation key is often used. As such a conventional multi-directional operation key structure, for example, a four-direction key (or a cross key) for moving a cursor on a display screen (LCD) in four directions is well known. FIG. 17 is a perspective view showing a conventional multi-directional operation key structure that enables such four-direction operation. FIG. 18 is a perspective view showing the bottom surface of the multidirectional operation key shown in FIG. FIG. 19 is an operation explanatory view showing the operation of the multidirectional operation key in the section taken along line LL shown in FIG. 17, and FIG. 19 (a) shows the state of being arranged on the circuit board. (B) shows a state in which a pressing pressure is applied to the multidirectional operation keys.
[0003]
As shown in FIG. 17, a conventional multi-directional operation key structure that enables operation in four directions includes a key top 40 made of a soft material such as silicon rubber and mounted in a case of an electronic device, and the key top 40. And a circuit board 44 (see FIG. 19) on which a contact circuit that is turned on / off corresponding to the above operation is formed.
[0004]
Here, the key top 40 is made of a soft material such as silicon rubber as described above, and has a rectangular thin plate portion 40a and a skirt portion 40b that protrudes from the surface of the thin plate portion 40a and inclines inward. And a cylindrical four-way key portion 40c extending to one end of the skirt portion 40b. In the key top 40, the inside of the skirt portion 40b is hollow as shown in FIG. 18, and four conductive members 42 corresponding to the four-way operation of the four-way key portion 40c are provided at the upper end portion in the cavity. There are places. The conductive member 42 is made of a conductive material and is formed so that electricity flows inside.
[0005]
The key top 40 formed in this way is used by being placed on the upper surface of the circuit board 44 as shown in FIG. Here, a contact pattern is formed on the surface of the circuit board 44 so as to be close to the conductive member 42 when the key top 40 is placed. As shown in FIG. 19A, the contact pattern forms a pair of first pattern 44a and second pattern 44b arranged on the surface of the circuit board 44 so as to face each other. In addition, the circuit board 44 is formed so that a predetermined function of the electronic device can be executed when a current flows from the first pattern 44a to the second pattern 44b.
[0006]
Accordingly, when the key top 40 applies pressure from the direction of the arrow shown in FIG. 19B, which is one of the four directions, the skirt portion 40b is deformed and the conductive member 42 is lowered, so that The member 42 is in contact with the first pattern 44a and the second pattern 44b of the circuit board 44, respectively. In this way, the circuit board 44 causes the current to flow from the first pattern 44a to the second pattern 44b via the conductive member 42 when the conductive member 42 descends and comes into contact with the first pattern 44a and the second pattern 44b. Flows. As described above, in the circuit board 44, a predetermined function of the electronic device is executed by causing a current to flow from the first pattern 44a to the second pattern 44b via the conductive member 42. In addition, when a pressing force is applied in the direction of the arrow shown in FIG. 19B, the skirt portion 40b is contracted in a certain portion, is pulled in a horizontal direction, and is stretched between the stretched portion and the contracted portion. It becomes an intermediate state with and deforms into various shapes. When the pressing force applied to the key top 40 is released, the state shown in FIG. 19A is restored by the restoring force of the skirt portion 40a.
[0007]
As described above, the conventional multi-directional operation key structure that enables operation in four directions forms a skirt portion 40b having a restoring force with a soft material such as silicon rubber on the key top 40, and in four directions by pressing pressure. The predetermined function of the electronic device is executed by inclining and short-circuiting the contact.
[0008]
On the other hand, unlike the conventional multi-directional operation key structure that operates in four directions, there is a conventional multi-directional operation key structure that enables operation in five directions. FIG. 20 is a perspective view showing a conventional multi-directional operation key structure that enables such operation in five directions.
As shown in FIG. 20, a conventional multi-directional operation key structure that enables operation in five directions is housed in a case of an electronic device, and is a contact component that turns on and off five contacts according to the operation in five directions. 50 and a circuit board 54 in which the contact component 50 is mounted and accommodated in a case.
[0009]
Here, the contact part 50 is configured to be capable of five-direction operation including five tilting operations in the front-rear and left-right directions shown in FIG. 19B and a downward descent operation. ing.
Further, the contact component 50 includes a box-shaped main body 50a having five contacts (not shown) therein, an operation shaft 50b extending from the main body 50a, and a tip of the operation shaft 50b. A multi-directional operation key 50c to be mounted is formed. The contact component 50 is formed so as to turn on or off one of the five contacts provided in the main body 50a by operating the operation shaft 50b in the front / rear / right / left direction and the lower direction shown in FIG. ing.
[0010]
According to the conventional multi-directional operation key structure that enables the five-direction operation formed in this way, in addition to the four-direction operation of the conventional technique shown in FIG. Thus, five functions can be operated with one operation key.
[0011]
As described above, the conventional multi-directional operation key structure facilitates a plurality of functions with one operation key by the operation by the four-direction key using the restoring force of the skirt portion and the five-direction contact operation using the contact part. It was formed so that it could be operated.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional multi-directional operation key structure, in the case of the key top 40 operating in the four directions shown in FIG. 17, the pressing force in each direction can be obtained by operating by deforming the skirt portion 40b by applying the pressing force. Since the operation load does not change and the operation load does not become constant, there is a problem in that it is difficult to maintain a constant pressing force due to variations in the operation feeling of the key top.
Further, in the conventional multidirectional operation key structure, in the case of the contact component 50 operating in the five directions shown in FIG. 20, the component itself is a module that can be operated in multiple directions, but when it is housed in a case of an electronic device. Since the installation space for the main body 50a is required as compared with the key top 40 shown in FIG. 17, the thickness of the electronic device case is increased, which makes it difficult to reduce the thickness. Further, such a contact component 50 is soldered to the circuit board, and external force that operates in five directions is directly applied to the circuit board. Therefore, other components cannot be mounted on the periphery due to problems such as solder peeling. There was a problem that.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such problems and to provide a multidirectional operation key structure that can be operated with a constant operation load in multiple directions without applying a load to a circuit board and that can reduce the thickness of an electronic device case. To do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a multi-directional operation key structure that is mounted on a case of an electronic device so that a plurality of functions can be operated with one operation key Because A case that forms the exterior of the electronic device, a multi-directional operation unit that is supported by the case and allows a plurality of operations in the vertical direction and tilting operation on the surface of the case, and the multi-directional operation inside the case A circuit board having a plurality of contacts that are turned on and off when the unit operates, The multi-directional operation unit is provided with a ring-shaped first rotating member that is pivotally supported around a predetermined axial direction parallel to the surface of the case, and is orthogonal to the direction in which the first rotating member is pivotally supported. A second rotating member having a cylindrical portion pivotally supported by a shaft that protrudes from the outer periphery and a top surface portion at the upper end is provided in the ring-shaped first rotating member around the direction to be And a push part formed in a disk shape that is provided so as to be tilted by rotating in four directions in the cross direction, and covering the upper surface part of the second rotating member and interposing a cushion or a coil spring therebetween. Provided with a push key having a shaft portion extending from the push portion and inserted into the center of the upper surface portion of the second rotating member and operably supported in the vertical direction so as to operate in the vertical direction; Lower part of the shaft part of the push key and the cylindrical part of the second rotating member By arranging each a plurality of contacts of the circuit board on Ofusu Provide so that.
[0014]
here, The second rotating member is preferably provided so as to have an acute apex by notching the lower part of the cylindrical part that contacts and contacts the circuit board contact point to be turned on and off. Also, A plurality of contacts provided on the circuit board are plate springs that perform a predetermined function by causing a current to flow when the metal plate spring is deformed by a pressing force and abuts against two circuit patterns formed on the circuit board and short-circuits. Preferably it is a contact part . Ma In addition, the multidirectional operation unit is preferably provided so that the vertical movement and the tilting movement are stopped at a predetermined position, and formed so that an external force more than necessary is not applied to the circuit board. Moreover, as an electronic device, it is preferable to employ | adopt as mobile communication terminals, such as a PHS telephone, a mobile phone, and a transceiver.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a multidirectional operation key structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment in which a multi-directional operation key structure according to the present invention is adopted in a mobile phone. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA shown in FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line BB shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view showing details of an E portion shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing details of the F portion shown in FIG.
[0016]
As shown in FIG. 1, a first embodiment in which a multi-directional operation key structure according to the present invention is adopted in a mobile phone is a front case 10 that forms an exterior surface of the mobile phone, and is supported by the front case 10. A multi-directional operation unit 20 that allows a plurality of downward movements and tilting operations on the surface of the front case 10, and a multi-directional operation unit 20 that is attached to the front case 10 and tilts and moves downward. And a circuit board 1 provided with a plurality of leaf spring contact portions 2 to be turned on / off. Although not shown, the front case 10 is fitted with a rear case to form an exterior of the mobile phone.
[0017]
Here, the front case 10 has an operation key hole 10b that opens in a circular shape in a substantially central portion. The operation key hole 10b is formed with a rib 10c that protrudes from the inner periphery and extends toward the center. The rib 10c is provided with a concave notch on both sides in the left-right direction shown in FIG. 1, and a further opening recess 10a is formed in the notch. And the multidirectional operation part 20 is rotatably mounted on the turning recess 10a.
[0018]
The multi-directional operation unit 20 is orthogonal to the ring-shaped first rotating member 26 that is rotatably supported by the rotating recess 10a of the front case 10 and the direction in which the first rotating member 26 is axially supported. A second rotating member 24 pivotally supported by the first rotating member 26 around the direction and a push key 22 mounted so as to penetrate through the center of the second rotating member 24. I have. Here, the first rotation member 26 is formed in a ring shape, protrudes in the left-right direction shown in FIG. 1 from the ring-shaped outer periphery, and is attached to the rotation recess 10 a of the front case 10. And the rotation hole 26b opened in the front-back direction shown in FIG. 1 orthogonal to the first rotation shaft 26a is integrally formed. The first rotation shaft 26a of the first rotation member 26 is formed to protrude in a rod shape, and the first rotation member 26 can be rotated to the front case 10 by being inserted into the rotation recess 10a of the front case 10. It is pivotally supported. The first rotating member 26 is pivotally supported by the rotating hole 26b so that the second rotating member 24 can rotate.
[0019]
The second rotating member 24 is integrally formed with a cylindrical cylindrical portion 24e and an upper surface portion 24d formed in a disc shape at the upper end of the cylindrical portion 24e. Further, the cylindrical portion 24e has a second rotating shaft 24 protruding from the outer periphery in the front-rear direction shown in FIG. a Are integrally formed. The upper surface portion 24d is formed with a concave portion 24b having a concave central portion on the surface, and two through holes 24c penetrating into the cylindrical portion 24e are formed on the bottom surface of the concave portion 24b. The second rotating member 24 formed in this way is pivotally supported by inserting the second rotating shaft 24a provided in the cylindrical portion 24e into the rotating hole 26b of the first rotating member 26. Further, the push key 22 that moves downward as shown in FIG. 1 is mounted in the recess 24b of the second rotating member 24.
[0020]
The push key 22 includes a push portion 22a formed in a disc shape, a shaft portion 22b extending from the surface of the push portion 22a, and a claw shape extending from the surface of the push portion 22a in the vicinity of the shaft portion 22b. The claw portion 22c provided with the is integrally formed. The push key 22 is mounted so that the push portion 22a fits into the recess 24b by inserting the shaft portion 22b and the claw portion 22c into the through holes 24c formed in the recess 24b of the second rotating member 24, respectively. Is done. At this time, a cushion 28 made of a soft material is inserted between the push key 22 and the second rotating member 24 and inserted into the shaft portion 22b.
The circuit board 1 is mounted inside the front case 10. The circuit board 1 has a circuit pattern (not shown) formed on the surface, and a plurality of leaf spring contact portions 2 are formed on a predetermined pattern.
[0021]
Here, when the circuit board 1 and the multi-directional operation unit 20 are mounted on the front case 10, the circuit board 1 and the multi-directional operation unit 20 are arranged close to each other as shown in FIG. The portions 2 are respectively disposed on the shaft portion 22 b of the push key 22 and the lower portion of the second rotating member 24. The second rotating member 24 and the push key 22 are pivotally supported by the first rotating member 26 so as to be rotatable in the rotating recess 10a of the front case 10 as shown in FIG. Further, the push key 22 is inserted so that the shaft portion 22b and the claw portion 22c are inserted into the through hole 24c of the second rotation member 24, and the claw portion 22c is engaged with the second rotation member 24 so as not to come off. It is installed. Further, the push key 22 is urged upward by the cushion 28 and is disposed in a state of being spaced from the second rotating member 24 by a predetermined distance.
[0022]
As shown in FIG. 4, the second rotating member 24 forms a convex portion 24 f at the lower end of the cylindrical portion 24 e in contact with the leaf spring contact portion 2. Further, as shown in FIG. 5, the leaf spring contact portion 2 that contacts the convex portion 24 f and the shaft portion 22 b of the push key 22 is formed on the surface of the circuit board 1, and the surface of the circuit board 1 has a circular shape. A second pattern 2b formed in a circular pattern, a first pattern 2a formed in an annular shape so as to surround the second pattern 2b, and a substantially hemispherical shape that is electrically connected to the first pattern 2a and has elasticity. It is formed by the formed leaf spring 2c. The circuit board 1 is formed so that a predetermined function of the mobile phone can be executed when a current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b.
[0023]
Accordingly, the leaf spring contact portion 2 lowers the shaft portion 22b shown in FIG. 5 and applies a pressing force, whereby the leaf spring 2c is deformed and comes into contact with the second pattern 2b. As a result, the circuit board 1 can execute a predetermined function of the mobile phone by causing a current to flow from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c. The leaf spring contact portion 2 corresponds to the downward movement of the push key 22 and the inclination operation of the second rotating member 24 inclined by the rotation in the directions of arrows D and C shown in FIG. A plurality are arranged at predetermined positions above. At this time, the plurality of leaf springs 2c are not shown, but are attached to a predetermined tape and attached to the plurality of first patterns 2a formed on the circuit board 1 at a time. ing.
[0024]
Next, the operation of the first embodiment in which the multi-directional operation key structure according to the present invention formed as described above is adopted in a mobile phone will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the operation of the push key 22 along the line BB shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view showing details of the G portion shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the operation of the first rotating member 26 that rotates in the direction of arrow C in the cross section along the line AA shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the operation of the second rotating member 24 that rotates in the direction of arrow D in the cross section taken along the line BB shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 6, first, the push key 22 compresses the cushion 28 shown in FIG. 2 and abuts against the second rotating member 24 by applying a pressing force from the direction of the arrow shown in FIG. 6. To descend. The cushion 28 may be a coil spring as an alternative. At this time, as shown in FIG. 7, the shaft portion 22b of the push key 22 is lowered to the upper portion of the leaf spring 2c of the leaf spring contact portion 2 provided on the circuit board 1, and the leaf spring 2c is deformed to change the shape. The two patterns 2b are brought into contact with each other. Here, as shown in FIG. 2, when the push key 22 is lowered by applying a pressing force, the push key 22 contacts the second rotating member 24 at a predetermined position and does not fall any further. The load is no longer applied. Thus, when the shaft portion 22b is lowered and the leaf spring 2c is brought into contact with the second pattern 2b as shown in FIG. 7, a current is passed from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c. A predetermined function of the mobile phone is executed. When the pressing pressure is released, the push key 22 is pushed up by the elastic force of the cushion 28 and the leaf spring 2c to return to the original state shown in FIGS.
[0026]
On the other hand, the first rotation member 26 applies a pressing force to the upper end portion of the second rotation member 24 from the direction of the arrow shown in FIG. 8, so that the first rotation member 26 performs the first rotation shown in FIG. 1. It rotates in the direction of arrow C around the shaft 26a. When the first rotating member 26 is thus rotated, the second rotating member 24 is simultaneously tilted as shown in FIG. 8, and the leaf spring contact portion 2 is pushed by the convex portion 24f. Here, when the second rotating member 24 is tilted by applying pressure from the direction of the arrow shown in FIG. 8, the second rotating member 24 comes into contact with the rib 10c of the front case 10 and stops at a predetermined position. No more load than necessary is applied to the circuit board 1. Thus, the convex part 24f of the 2nd rotation member 24 deform | transforms the leaf | plate spring 2c, and is made to contact | abut to the 2nd pattern 2b similarly to the axial part 22b shown in FIG. Thereby, in the circuit board 1, when the current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b through the leaf spring 2c, other functions of the mobile phone can be executed. When the pressing force is released, the second rotating member 24 is rotated by the elastic force of the leaf spring 2c and returns to the original state shown in FIGS.
[0027]
Further, the second rotating member 24 is inclined in the direction of arrow D about the second rotating shaft 24a shown in FIG. 1 by applying a pressing force to the upper end portion from the direction of the arrow shown in FIG. . When the second rotating member 24 rotates and tilts as described above, the leaf spring contact portion 2 is pushed by the convex portion 24f as shown in FIG. Here, when the second rotating member 24 is tilted by the pressing force applied from the arrow direction shown in FIG. 9, the second rotating member 24 abuts on the rib 10c of the front case 10 at a predetermined position and stops. No more load than necessary is applied to the circuit board 1. Thus, the convex part 24f of the 2nd rotation member 24 deform | transforms the leaf | plate spring 2c, and is made to contact | abut to the 2nd pattern 2b similarly to the axial part 22b shown in FIG. Thereby, in the circuit board 1, when the electric current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c, another function of the mobile phone can be executed. When the pressing pressure is released, the second rotating member 24 is rotated by the elastic force of the leaf spring 2c and returns to the original state shown in FIGS.
[0028]
As described above, according to the first embodiment of the multidirectional operation key structure according to the present invention, the tilting operation in the front-rear and left-right directions shown in FIG. By enabling the downward movement shown in FIG. 1 with the push key 22, a multi-directional operation key capable of moving in five directions can be obtained. Therefore, it is possible to prevent an unnecessary load from being applied to the circuit board 1.
Further, since the multi-directional operation unit 20 is directly mounted on the front case 10 and operated, the main body 50a of the multi-contact part 50 of the prior art shown in FIG. In addition, the shape of the front case 10 makes it possible to improve the operational feeling by adjusting all the operation strokes and pressing forces in the five directions to be constant.
[0029]
Next, a second embodiment of the multidirectional operation key structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 10 is a perspective view showing a second embodiment in which the multidirectional operation key structure according to the present invention is adopted in a mobile phone. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line I-I shown in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing details of the L portion shown in FIG. Here, the second embodiment is the same constituent elements except for the multi-directional operation unit in the first embodiment, and the same constituent elements are denoted by the same reference numerals.
[0030]
As shown in FIG. 10, in the second embodiment in which the multi-directional operation key structure according to the present invention is adopted for a mobile phone, a front case 10 that forms the exterior surface of the mobile phone and the front case 10 are supported. A multi-directional operation unit 30 that enables a plurality of downward movements and tilting operations on the surface of the front case 10, and an on / off operation by the tilting and lowering operations of the multi-directional operation unit 30 that is attached to the front case 10. And a circuit board 1 provided with a plurality of leaf spring contact portions 2. Although not shown, the front case 10 is fitted with a rear case to form an exterior of the mobile phone.
[0031]
Here, the front case 10 is provided with an operation key hole 10b that opens substantially in the center, a rib 10c that protrudes from the inner periphery of the operation key hole 10b, and the left and right direction of the rib 10c shown in FIG. And a turning recess 10a that is opened in a notch provided on both sides. The multi-directional operation unit 30 is rotatably mounted on the rotating recess 10a.
[0032]
The multi-directional operation unit 30 includes a ring-shaped first rotation member 36 that is rotatably supported by the rotation recess 10 a of the front case 10, and a direction orthogonal to the direction in which the first rotation member 36 is axially supported. A second rotating member 34 that is pivotally supported by the first rotating member 36 around the direction of rotation, and a push key 32 that is mounted so as to penetrate through the center of the second rotating member 34. It has. Here, the first rotating member 36 is formed in a ring shape, protrudes in the left-right direction shown in FIG. 10 from the outer periphery of the ring shape, and is attached to the rotating recess 10 a of the front case 10. And the rotation hole 36b opened in the front-back direction shown in FIG. 10 orthogonal to the first rotation shaft 36a is integrally formed. The first rotation shaft 36a of the first rotation member 36 is formed to protrude like a rod and is inserted into the rotation recess 10a of the front case 10 so that the first rotation member 36 is rotated to the front case 10. It is pivotally supported. In addition, the second rotating member 34 is pivotally supported by the first rotating member 36 so as to be rotatable in the rotating hole 36b.
[0033]
The second rotating member 34 is integrally formed with a cylindrical cylindrical portion 34e and an upper surface portion 34d formed in a disc shape at the upper end of the cylindrical portion 34e. The cylindrical portion 34e is integrally formed with a second rotating shaft 34a that protrudes from the outer periphery in the front-rear direction shown in FIG. The upper surface portion 34d is formed with two through holes 34c penetrating from the surface into the cylindrical portion 34e. The second rotation member 34 formed in this way is pivotally supported by inserting a second rotation shaft 34 a provided in the cylindrical portion 34 e into the rotation hole 36 b of the first rotation member 36. Further, the push key 32 that moves downward as shown in FIG. 10 is attached to the second rotating member 34.
[0034]
Unlike the push key shown in FIG. 1, the push key 32 includes a push part 32 a formed in a disk shape so as to cover the upper surface of the second rotating member 34, and a shaft extending from the surface of the push part 32 a. A portion 32b and a claw portion 32c having a claw shape extending from the surface of the push portion 32a are integrally formed in the vicinity of the shaft portion 32b. The push key 32 is attached to the second rotating member 34 by inserting the shaft portion 32b and the claw portion 32c into the through holes 34c of the second rotating member 34, respectively. At this time, a cushion 38 made of a soft material is interposed between the push key 32 and the second rotating member 34 via the shaft portion 32b and the claw portion 32c.
The circuit board 1 is mounted inside the front case 10. The circuit board 1 has a circuit pattern (not shown) formed on the surface, and a plurality of leaf spring contact portions 2 are formed on a predetermined pattern.
[0035]
Here, when the circuit board 1 and the multi-directional operation unit 30 are attached to the front case 10, the circuit board 1 and the multi-directional operation unit 30 are arranged close to each other as shown in FIG. The parts 2 are respectively disposed on the shaft part 32 b of the push key 32 and the lower part of the second rotating member 34. The second rotating member 34 and the push key 32 are supported by the first rotating member 36 and pivotally supported by the rotating recess 10a of the front case 10 so as to be rotatable. Further, the push key 32 is inserted so that the shaft portion 32 b and the claw portion 32 c are inserted into the through hole 34 c of the second rotation member 34, and the claw portion 32 c is engaged with the second rotation member 34 so as not to come off. It is installed. Further, the push key 32 is urged upward by a cushion 38 and is disposed at a predetermined interval from the second rotating member 34. The cushion 38 may be a coil spring as an alternative.
[0036]
Further, as shown in FIG. 12, the second rotating member 34 forms an inclined convex portion 34f cut out so that the lower end of the cylindrical portion 34e in contact with the leaf spring contact portion 2 is inclined. Further, the leaf spring contact portion 2 formed on the circuit board 1 is the same as the leaf spring contact portion 2 shown in FIG. 5, and a second pattern 2b formed in a circular shape on the surface of the circuit board 1, A first pattern 2a formed in an annular shape so as to surround the second pattern 2b, and a leaf spring 2c formed in a substantially hemispherical shape that is electrically connected to the first pattern 2a and has elasticity. Yes. The circuit board 1 is formed so that a predetermined function of the mobile phone can be executed when a current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b.
[0037]
Accordingly, the leaf spring contact portion 2 is brought into contact with the second pattern 2b by deforming the leaf spring 32c by applying a pressing force by lowering the inclined convex portion 34f shown in FIG. As a result, the circuit board 1 can execute a predetermined function of the mobile phone by causing a current to flow from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c. A plurality of leaf spring contact portions 2 are arranged at predetermined positions on the circuit board 1 so as to correspond to the downward movement shown in FIG. 10 and the movements in the directions of arrows J and K, respectively. Although not shown, a plurality of leaf springs 2c are attached to a predetermined tape and attached to the plurality of first patterns 2a on the circuit board 1 at once.
[0038]
Next, the operation of the second embodiment thus formed will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the operation of the push key 32 in the cross section taken along the line II shown in FIG. FIG. 14 is a perspective view showing details of the M portion shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the operation of the first rotating member 36 that rotates in the direction of arrow J in the HH line cross section shown in FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the operation of the second rotating member 34 that rotates in the direction of the arrow K in the section taken along the line II shown in FIG.
[0039]
FIG. 3 First, as shown in FIG. 3 11 is compressed so that the cushion 38 shown in FIG. 11 is compressed and lowered so as to come into contact with the second rotating member 34. At this time, as shown in FIG. 14, the shaft portion 32b of the push key 32 is lowered to the upper portion of the leaf spring 2c of the leaf spring contact portion 2 provided on the circuit board 1, and the leaf spring 2c is deformed to change the shape. The two patterns 2b are brought into contact with each other. Here, as shown in FIG. 13, when the push key 32 is lowered by applying a pressing pressure, the push key 32 abuts against the second rotating member 34 at a predetermined position and does not fall any further. The load is no longer applied. As described above, when the shaft portion 32b is lowered and the leaf spring 2c is brought into contact with the second pattern 2b as shown in FIG. 14, a current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c. A predetermined function of the mobile phone is executed. When the pressing pressure is released, the push key 32 is pushed up by the elastic force of the cushion 38 and the leaf spring 2c to return to the original state shown in FIG.
[0040]
On the other hand, the first rotation member 36 applies a pressing force to the upper end portion of the second rotation member 34 from the direction of the arrow shown in FIG. 15, so that the first rotation member 36 performs the first rotation shown in FIG. 10. It rotates in the direction of arrow J about the shaft 36a. Thus, when the first rotating member 36 rotates, the second rotating member 34 simultaneously tilts as shown in FIG. 15, and the leaf spring contact portion 2 is pushed by the inclined convex portion 34f. Here, when the second rotating member 34 is tilted by the pressing force applied from the direction of the arrow shown in FIG. 15, the second rotating member 34 comes into contact with the rib 10c of the front case 10 at a predetermined position and stops. As a result, a load more than necessary is not applied to the circuit board 1. As described above, the inclined convex portion 34f of the second rotating member 34 deforms the leaf spring 2c and makes it abut against the second pattern 2b, similarly to the shaft portion 32b shown in FIG. Thereby, in the circuit board 1, when the current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b through the leaf spring 2c, other functions of the mobile phone can be executed. When the pressing force is released, the second rotating member 34 is rotated by the elastic force of the leaf spring 2c and returns to the original state shown in FIG.
[0041]
Further, the second rotating member 34 is inclined in the direction of the arrow K around the second rotating shaft 34a shown in FIG. 10 by applying a pressing force to the upper end portion from the direction of the arrow shown in FIG. . When the second rotating member 34 is thus rotated and tilted, the leaf spring contact portion 2 is pushed by the inclined convex portion 34f as shown in FIG. Here, when the second rotating member 34 is tilted by applying pressure from the arrow direction shown in FIG. 16, the second rotating member 34 comes into contact with the rib 10c of the front case 10 and stops at a predetermined position. As a result, a load more than necessary is not applied to the circuit board 1. As described above, the inclined convex portion 34f of the second rotating member 34 deforms the leaf spring 2c and makes it abut against the second pattern 2b, similarly to the shaft portion 32b shown in FIG. Thereby, in the circuit board 1, when the electric current flows from the first pattern 2a to the second pattern 2b via the leaf spring 2c, another function of the mobile phone can be executed. When the pressing pressure is released, the second rotating member 34 is rotated by the elastic force of the leaf spring 2c and returns to the original state shown in FIG.
[0042]
As described above, according to the second embodiment of the multi-directional operation key structure of the present invention, the first and second rotating members 36 and 34 perform the tilting operation in the front and rear and right and left directions shown in FIG. The multi-directional operation key 30 that can be operated in five directions can be obtained by enabling the downward movement shown in FIG. Similar effects can be obtained.
The cylindrical portion 34e of the second rotating member 34 is provided with a tapered inclined convex portion 34f instead of a convex shape at the lower end, and when the second rotating member 34 is inclined, Since the acute apex is configured to push the leaf spring contact portion 2, it can be formed stronger in strength than the convex portion shown in FIG.
Further, when a pressing pressure is applied to both ends of the push key 32 in the state shown in FIG. 16, the push key 32 is provided to extend above the second rotating member 34. Unlike the first embodiment, the push key 32 operates to absorb the pressing pressure, so that it is possible to prevent an external force from being applied in the direction in which the first rotation shaft 36a is released.
[0043]
Although the embodiment of the multi-directional operation key structure according to the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
For example, the embodiment of the multi-directional operation key structure tilted in the cross direction by the first rotating member and the second rotating member has been described, but the present invention is not limited to this, and the contact portion is provided on the circuit board of the mobile phone. If the number is increased, the first and second rotating members can be operated in multiple directions (for example, 8 directions).
Moreover, although the embodiment of the multi-directional operation key structure adopted in the mobile phone has been described, the present invention is not limited to this, and can be applied to a mobile communication terminal such as a PHS or a transceiver.
[0044]
【The invention's effect】
Thus, according to the multidirectional operation key structure of the present invention, the multidirectional operation unit is provided so that the operation of the multidirectional operation unit stops at a predetermined position, and the leaf spring of the leaf spring contact portion is deformed and short-circuited to a predetermined pattern. Therefore, the operation load is not applied more than necessary, and the operation in all directions can be performed with a constant operation load, and the operational feeling can be improved.
In addition, according to the multi-directional operation key structure of the present invention, since an external force that deforms and short-circuits the leaf spring of the leaf spring contact portion is not applied on the circuit board and does not cause problems such as solder peeling. Components can be mounted around the leaf spring contact portion provided on the top, so that the degree of integration can be improved, and a thin and small case body can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment in which a multi-directional operation key structure according to the present invention is adopted in a cellular phone.
2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line BB shown in FIG. 1;
4 is an enlarged view showing details of an E portion shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing details of an F portion shown in FIG. 2;
6 is a cross-sectional view showing the operation of the push key along the line B-B shown in FIG. 1;
7 is a perspective view showing details of a G section shown in FIG. 6. FIG.
8 is a cross-sectional view showing the operation of the first rotating member that rotates in the direction of arrow C in the cross section taken along the line AA shown in FIG. 1;
9 is a cross-sectional view showing the operation of a second rotating member that rotates in the direction of arrow D in the cross section taken along the line BB shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a perspective view showing a second embodiment in which the multidirectional operation key structure according to the present invention is adopted in a mobile phone;
11 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line I-I shown in FIG. 10;
12 is a cross-sectional view showing details of an L part shown in FIG. 11;
13 is a cross-sectional view showing the operation of the push key in the cross section taken along line II shown in FIG.
14 is a perspective view showing details of an M part shown in FIG. 13;
15 is a cross-sectional view showing the operation of the first rotating member that rotates in the direction of arrow J in the HH line cross section shown in FIG. 10;
16 is a cross-sectional view showing the operation of the second rotating member that rotates in the direction of arrow K in the cross section taken along the line I-I shown in FIG. 10;
FIG. 17 is a perspective view showing a conventional multi-directional operation key structure that enables operation in four directions.
18 is a perspective view showing a bottom surface of the multidirectional operation key shown in FIG.
FIG. 19 is an operation explanatory view showing the operation of the multidirectional operation key in the section taken along line LL shown in FIG. 17;
FIG. 20 is a perspective view showing a conventional multi-directional operation key structure that enables operation in five directions.
[Explanation of symbols]
1 Circuit board
2 Leaf spring contact
10 Front case
10a Turning recess
10b Operation key hole
10c rib
20 Multidirectional operation unit
22 push keys
22a Push part
22b Shaft
22c claw part
24 Second rotating member
24a Second rotating shaft
24b recess
24c Through hole
24d top surface
24e cylindrical part
24f Convex
26 First rotating member
26a 1st rotation axis
26b Rotating hole
28 Cushion

Claims

In a multi-directional operation key structure that allows multiple functions to be operated with a single operation key by attaching it to the case of an electronic device.
A case forming an exterior of the electronic device;
A multi-directional operation unit that is supported by the case and allows a plurality of operations by vertical operation and tilt operation on the surface of the case;
A circuit board having a plurality of contacts that are turned on and off by operating the multi-directional operation unit inside the case;
The multi-directional operation unit is provided with a ring-shaped first rotating member pivotally supported around a predetermined axial direction parallel to the surface of the case, and the direction in which the first rotating member is pivotally supported. A second rotation having a cylindrical portion rotatably supported by a shaft protruding in a cylindrical shape in the ring-shaped first rotation member and a top surface at the upper end with a direction orthogonal to the center. By providing the member, it is provided to rotate in the four directions of the cross direction and perform the tilting operation,
A push portion formed in a disk shape covering the upper surface portion of the second rotating member and interposing a cushion or a coil spring therebetween, and inserted from the push portion into the center of the upper surface portion of the second rotating member A push key having a shaft portion that is operably supported in a vertical direction, and is provided to perform the vertical motion;
A multi-directional operation key structure characterized in that a plurality of contacts of the circuit board are respectively disposed on and off the shaft portion of the push key and the cylindrical portion of the second rotating member .

The multidirectional operation key structure according to claim 1,
The second rotating member is provided so as to have an acute apex by notching the lower part of the cylindrical portion that contacts and contacts the contact of the circuit board so as to be inclined in a tapered shape. Multi-directional operation key structure.

The multidirectional operation key structure according to claim 1,
The plurality of contacts provided on the circuit board perform a predetermined function by causing a current to flow when the metal leaf spring is deformed by the pressing force and abuts against two circuit patterns formed on the circuit board to cause a short circuit. A multidirectional operation key structure characterized by being a leaf spring contact portion.

The multidirectional operation key structure according to claim 1,
The multidirectional operation key is provided so that the vertical operation and the tilting operation are stopped at a predetermined position, and is formed so that an unnecessary external force is not applied to the circuit board. Construction.

The multidirectional operation key structure according to claim 1,
The multi-directional operation key structure, wherein the electronic device is a mobile communication terminal such as a PHS phone, a mobile phone, or a transceiver.