JP4336535B2

JP4336535B2 - 操作装置

Info

Publication number: JP4336535B2
Application number: JP2003196253A
Authority: JP
Inventors: 章夫西島
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: JP2005032555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型の電子機器などに搭載可能な操作装置に係り、特に筐体に確実に取り付けることができる操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下記特許文献１には、従来のメンブレンスイッチ型の操作装置の構造が記載されている。この操作装置の構造は、接点が対向して設けられたメンブレンシートを有し、その操作面側においてキートップ（操作部材）が昇降自在に支持され、さらに前記キートップ全体を覆うように筐体の表面に表面シートが設けられている。そしてメンブレンシートの裏側には補強板が設けられている。前記表面シートが押圧操作されると、表面シートが撓み変形してキートップが押し下げられるとともにその移動力によって接点が互いに接触させられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１５０７７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の操作装置では、キートップを昇降自在に支持したり、また接点を確実に動作させるためにキートップとメンブレンシートとの間にドーム状の板を挿入しなければならず、構造が複雑で装置の厚み寸法が大きくなる。
【０００５】
また装置の小型化によって各種の操作装置を搭載するスペースが限られてしまうと、前記構造の操作装置を複数個並列に設ける必要がある。しかし、前記従来の操作装置では構造が複雑で隣接する接点の間隔をさらに狭めることが困難である。
【０００６】
また装置の小型化によって接点の電極の間隔が狭められると不用意に接点が接触することになって操作性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するものであり、非常に小型の電子機器などに搭載することができ、しかも装置の厚み寸法を薄く形成したとしても操作性を損なわずに筐体に取り付けることができる操作装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筐体の表面に操作面が露出する合成ゴム製の操作部材と、前記操作部材の裏面に接着された合成樹脂製の板材と、前記操作部材が操作されたときに所定の信号を出力する検出基板と、前記操作部材が操作されたときに前記検出基板と接触する突起とを有し、
前記操作部材および前記板材は、横幅寸法よりも縦寸法が長く縦方向に直線状に延びる細長形状であり、複数の前記突起は前記板材の裏面に固着されて縦方向へ間隔を空けて配列し、前記検出基板には、前記突起で押されて接触する電極が、それぞれの突起に個別に対向して縦方向に複数配列しており、
前記板材は、前記操作部材の周囲に突出するフランジ部を有し、前記フランジ部が前記筐体の裏側で固定され、前記検出基板が直接的または間接的に前記筐体の裏側で支持されており、
前記筐体に縦方向に長い取付穴が形成され、前記操作部材が前記取付穴の内部に位置し、前記取付穴の前記縦方向に延びる両内側面に、前記筐体の表面において前記操作部材から離れ前記筐体の内部に向かうにしたがって前記操作部材に徐々に接近する傾斜面が設けられ、前記傾斜面が前記縦方向に連続して延びていることを特徴とするものである。
【０００９】
例えば、前記検出基板は、１対の電極が互いに対向して設けられた接点を有するメンブレンシートであり、前記メンブレンシートの裏面側に補強板が設けられて、前記補強板が前記筐体の裏側と支持されている。
【００１０】
この場合に前記接点が複数個所定の間隔で設けられて、隣接する前記接点の間隔が一度に複数個の接点を入力できる寸法で形成されている構成にすることができる。
【００１１】
上記本発明の操作装置は、メンブレンシートの接点の電極が非常に微小な間隔で形成された小型の操作装置であっても、操作部材の押圧操作に応じて接点を確実に入力できるように装置装置を筐体に取り付けることができる。
【００１２】
また、前記メンブレンシートは、前記補強板に接着で固定されている事が好ましい。これにより、メンブレンシートの接点が非常に接近して設けられているものにおいて、メンブレンシート形成時の変形による接点どうしの不用意な接触を防止できる。
【００１４】
また、前記取付穴に傾斜面を形成することで、操作部材を指で押圧操作したときの押圧力が筐体側に作用する力を低減させて操作部材に押圧力が集中的に作用するようになる。
【００１５】
また、前記操作部材は、シリコーンゴムで形成され、その表面の操作面が摩擦抵抗の小さい平滑な面で形成されている構成にすることができる。これにより、操作部材を押圧して弾性変形させたときに前記突起をそれぞれ個別に動作させることができ、各接点を個別に入力することができる。また操作面を平滑にすることにより、操作部材の表面を滑らかに移動させて各接点を連続的に入力できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一例である操作装置をコンピュータに搭載したときの状態を示す一部省略斜視図、図２は図１の２−２線での切断断面図、図３は図１の３−３線での切断断面図である。
【００１７】
この操作装置１０Ａは、例えば図１に示すようにノート型のパーソナルコンピュータ１に搭載することができ、パーソナルコンピュータ１のキーボード装置３やパッド型の入力装置４が搭載されている筐体２の右側面に設けられている。ただし、この操作装置１０Ａの搭載位置は適宜変更することができ、またコンピュータに限られるものではなくその他各種の機器に搭載することもできる。
【００１８】
図２に示すように、前記操作装置１０Ａに設けられた操作部材５は、合成樹脂または金属製の筐体２の表面に直線状に形成された取付穴２ａに挿入されて、前記操作部材５の操作面５ａが前記筐体２の表面から露出するように設けられている。この操作部材５は、シリコーンゴムや合成ゴムなどの軟質な材料でＸ方向へ一定の厚み寸法で細長い形状を有して形成されている。また操作部材５の操作面５ａには摩擦抵抗の低い部材によって平滑な面で形成されて、操作面５ａの表面上を指で滑らかに移動させ易くなっている。
【００１９】
前記操作部材５のＺ方向の厚み寸法は、操作部材５の周囲における筐体２の厚み寸法Ｄとほぼ同じ寸法で形成されている。また図２に示すように前記操作部材５の裏面側（Ｚ２側の面）には板材６が接着されて固定されている。この板材６はＸ方向に細長く形成されており、操作部材５のＸ方向の寸法よりも長く形成されている。また前記板材６はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂でフィルム状に形成されたものであり、前記操作面５ａよりもＸ−Ｙ平面に対して側方へ突出するフランジ６ａを有している。図２ではフランジ６ａが操作部材５の縁部からＸ１方向及びＸ２方向へそれぞれ突出する状態のものが図示され、図３では操作部材５の縁部からＹ１方向及びＹ２方向へそれぞれ突出する状態のものが図示されている。すなわち、前記フランジ６ａは、操作部材５の周縁部全体から突出して形成されている。
【００２０】
そして、前記板材６から突出したフランジ６ａのＺ１側の面には、両面テープなどの接着層７が設けられて、この接着層７を介して前記筐体２の裏面２ｂと前記板材６とが固定されている。このように板材６にフランジ６ａが形成されると、操作部材５が筐体２に確実に支持され、また操作部材５が筐体２の表面から抜け出ることが防止される。
【００２１】
前記フランジ６ａが操作部材５の周囲全体に形成され且つ接着層７をフランジ６ａの全体に連続的に形成すると、筐体２の取付穴２ａと操作部材５との間の隙間に水などの流動物が浸入したとしてもその流動物の回路内への侵入を阻止することができる。なお、前記接着層７はフランジ６ａのＸ１側とＸ２側の両端のみに設けられて筐体２と板材６とが固定されるものであってもよい。
【００２２】
図２に示すように前記板材６の裏面（Ｚ２側の面）には５個の突起８がＸ方向に直線状に等間隔で形成されている。各突起８は、ＵＶ硬化型樹脂などで印刷によって形成されている。なお、図２では前記突起８が前記板材６の表面に形成されている状態が図示されているが、これに限られるものではなく例えば板材６に小さな貫通穴が形成されて、この貫通穴から前記操作部材５と一体に形成された突起が突出するようにしてもよい。
【００２３】
前記突起８が設けられた板材６の裏側には、検出基板としてのメンブレンシート２０が設けられている。このメンブレンシート２０は、ＰＥＴなどの合成樹脂で形成された上部シート２１と下部シート２２とスペーサ２３を有し、前記各シート２１，２２間に前記スペーサ２３が介装された３層構造のものである。前記スペーサ２３には前記各突起８に対応する位置に貫通孔２３ａが形成され、前記貫通孔２３ａに対応する上部シート２１及び下部シート２２の対向面に電極２４，２５が形成されている。なお、対向する電極２４と２５で本実施の形態のひとつの接点が構成されている。
【００２４】
そして、前記メンブレンシート２０の裏側には補強板１１が設けられている。前記補強板１１は金属製や合成樹脂製で且つ剛性を有する部材で形成され、前記補強板１１は前記メンブレンシート２０の下面（Ｚ２側の面）と接着剤を介して固定されている。また図２に示すように、前記メンブレンシート２０が固定された補強板１１はメンブレンシート２０よりもＸ−Ｙ平面に対して広く形成されて、前記補強板１１と筐体２の裏面２ｂとが支持部材１２，１２を介して固定されている。前記支持部材１２，１２は前記補強板１１と筐体２とに接着で固定されていてもよく、またはネジで固定されていてもよく、あるいは支持部材１２を設けずにネジのみで固定してもよい。あるいは補強板１１を筐体２の裏面側に折り曲げ形成して、この折り曲げた補強板が筐体２の裏面２ｂ側で接着固定されるものであってもよい。
【００２５】
例えば、前記操作装置１０Ａが非常に小型のもの、すなわち指で操作部材５の操作面５ａを押圧操作したときにその押圧量に応じて一度に１〜数個の接点を入力できる大きさである。このように操作装置１０Ａが非常に小型のものであると、メンブレンシート２０の厚み寸法ｄを必然的に薄く形成する必要があり、電極２４と２５間のギャップＧの寸法も小さくする必要がある。しかし、このように前記ギャップＧが非常に微小なもので形成されると、上部シート２１や下部シート２２に電極２４，２５などの電極パターンを形成したときに各シート２１，２２の収縮作用、使用環境の温度低下によって電極２４では中央部がＺ２側へ湾曲するように変形し、電極２５ではその中央部がＺ１側へ湾曲するように変形して、電極２４と電極２５との距離が接近して接触するおそれがある。このように互いの電極２４，２５が非操作時に不用意に接触して不良が高い確率で発生したり、操作性が損なわれることとなる。
【００２６】
そこで本実施の形態では、操作装置１０Ａが非常に小型のもので形成され且つ対向して電極が設けられたメンブレンシート２０において、裏側に補強板１１を設けて、この補強板１１とメンブレンシート２０の下部シート２２とを接着剤を介して固定している。このときメンブレンシート２０を剛性のある補強板１１で確実に固定することで、前記電極２４，２５が互いに接近するように湾曲変形するのが抑えられて、電極２４，２５が不用意に導通して誤動作を引き起こすことが防止される。
【００２７】
また本実施の形態では、操作部材５に設けられた板材６が接着層７を介して前記筐体２と確実に固定されることで、前記操作部材５が不用意にＺ２側に沈み込むことが防止される。これにより突起８でメンブレンシート２０が不用意に押圧されることが防止されて操作性が損なわれることがなくなる。
【００２８】
本実施の形態の操作装置１０Ａでは、図２に示す非操作時では前記電極２４と２５は互いに所定間隔離れた状態にある。この状態において、例えば前記操作部材５の操作面５ａにおいて中央の突起８Ａに対応する領域が押圧操作されると、操作部材５が撓み変形させられて中央の突起８Ａが押し下げられる。そして前記突起８Ａがメンブレンシート２０の上部シート２１と接触し、上部シート２１が突起８Ａで押圧されることで上部シート２１側の電極２４が下部シート２２側の電極２５と接触して導通させられる。そしてこのとき所定の信号が出力されて、この信号を図示しない制御部で検知することで前記突起８Ａに対応する接点が入力状態になったことが検知される。その他の突起８に対向する接点についても前記と同様にして検知される。
【００２９】
また図示していないが、前記メンブレンシート２０と板材６とが、前記突起８のＸ方向の両側において接着固定されるものであってもよい。
【００３０】
図１乃至図３に示すように、前記操作装置１０Ａは、前記筐体２の表面２ｃにおいて前記取付穴２ａの縁部が斜めに切り欠かれて前記操作部材５の周囲に凹部１３が形成されている形状となっている。また操作部材５の操作面５ａは、前記筐体２の表面２ｃとほぼ同一面となるように形成されて、これにより指で操作部材５を押圧操作したときにその押圧力が操作部材５側に集中的に作用するようになる。すなわち、筐体２を前記形状にすることで操作部材５を指３０で押圧操作したときに、筐体２と指３０との接触面積が減少して筐体２には小さな押圧力Ｆ２，Ｆ２が作用し、操作部材５には大きな押圧力Ｆ１が作用して（Ｆ１＞（Ｆ２＋Ｆ２））、指３０からの押圧力を集中的に操作部材５に与えることができるようになり、操作部材５を確実に操作できるようになる。
【００３１】
図４は前記操作装置１０Ａの変形例であり、押圧操作の検出手段の構成が異なっているものである。
【００３２】
図４に示す操作装置１０Ｂは、本実施の形態の検出基板としてＰＥＴなどでフィルム状に形成された基板１５を有している。この基板１５は、剛性を有する金属や合成樹脂で形成された補強板１１に支持されて、前記補強板１１が支持部材１２，１２を介して筐体２の裏面２ｂと固定されている。
【００３３】
前記基板１５の上面には前記各突起８に対向する位置に一対の電極２６ａ，２６ｂが互いに所定間隔離れた状態で形成されている。また板材６に形成された各突起８の先端には、例えばカーボンなどを含む導電部材９（電極）が形成されている。図４では、前記導電部材９と前記電極２６ａ，２６ｂとで接点が構成されている。前記突起８Ａに対応する操作部材５の操作面５ａが押圧操作された場合には、前記突起８Ａが押し下げられて前記導電部材９が電極２６ａと２６ｂの双方に接触する。このとき前記接点から所定の信号が出力されて前記接点が入力されたことが図示しない制御部によって検知される。
【００３４】
このように図４に示す構成の操作装置１０Ｂであっても、各接点を確実に入力することができる。
【００３５】
なお、前記操作装置１０Ｂでは、基板１５が剛性のある部材で形成され、この基板１５と筐体２とが直接固定されるものであってもよい。
【００３６】
例えば前記各実施の形態においては、前記操作部材５がシリコーンゴムで形成され、前記板材６がＰＥＴで形成されることで、押圧操作されたときの操作部材５の過度な撓みを板材６で抑えて、操作部材５が板材６によって局部的に撓み変形させられることとなって、隣接する接点の間隔が１０ミリ以下、さらには数ミリの間隔で形成された小型の操作装置を構成することが可能になる。したがって、各接点を確実に入力することが可能になる。また前記各実施の形態では、操作面５ａにおいて指を押圧しながら移動させることで接点を連続的に入力することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、接点の電極が微小な間隔で形成された薄型のメンブレンシートが設けられた小型の装置であっても、操作部材の押圧操作に応じて確実に接点を入力できるように筐体に取り付けることが可能になる。また操作部材の周囲の筐体に凹部を形成して操作部材を確実に押圧操作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例の操作装置をコンピュータに搭載したときの状態を示す一部省略斜視図、
【図２】図１の２−２線での切断断面図、
【図３】図１の３−３線での切断断面図、
【図４】本発明の操作装置の変形例を示す図２に相当する切断断面図、
【符号の説明】
２筐体
２ａ取付穴
５操作部材
６板材
７接着層
８突起
１０Ａ，１０Ｂ操作装置
１１補強板
１２支持部材
１３凹部
２０メンブレンシート
２１上部シート
２２下部シート
２３スペーサ
２３ａ貫通孔
２４，２５電極

Claims

筐体の表面に操作面が露出する合成ゴム製の操作部材と、前記操作部材の裏面に接着された合成樹脂製の板材と、前記操作部材が操作されたときに所定の信号を出力する検出基板と、前記操作部材が操作されたときに前記検出基板と接触する突起とを有し、
前記操作部材および前記板材は、横幅寸法よりも縦寸法が長く縦方向に直線状に延びる細長形状であり、複数の前記突起は前記板材の裏面に固着されて縦方向へ間隔を空けて配列し、前記検出基板には、前記突起で押されて接触する電極が、それぞれの突起に個別に対向して縦方向に複数配列しており、
前記板材は、前記操作部材の周囲に突出するフランジ部を有し、前記フランジ部が前記筐体の裏側で固定され、前記検出基板が直接的または間接的に前記筐体の裏側で支持されており、
前記筐体に縦方向に長い取付穴が形成され、前記操作部材が前記取付穴の内部に位置し、前記取付穴の前記縦方向に延びる両内側面に、前記筐体の表面において前記操作部材から離れ前記筐体の内部に向かうにしたがって前記操作部材に徐々に接近する傾斜面が設けられ、前記傾斜面が前記縦方向に連続して延びていることを特徴とする操作装置。
前記フランジ部は、前記操作部材の全周囲に設けられ、前記操作部材の全周囲において、前記フランジ部が前記筐体の裏側で固定されている請求項１記載の操作装置。
前記検出基板は、１対の電極が互いに対向して設けられたメンブレンシートであり、前記メンブレンシートの裏面側に補強板が設けられて、前記補強板が前記筐体の裏側で支持されている請求項１または２記載の操作装置。
隣接する前記電極の間隔が１０ｍｍ以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の操作装置。
前記突起は、ＵＶ硬化型樹脂で形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の操作装置。
前記操作部材は、シリコーンゴムで形成され、その表面の操作面が摩擦抵抗の小さい平滑な面で形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の操作装置。