JP4449541B2 - キーユニット、キー装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、キーユニット、このキーユニットを有するキー装置、およびこのキー装置を有する電子機器に関する。

従来のキーユニットは図１０に示すように、キートップ５１と、円錐台形状の中空の突起５２ａの内部に逆円錐台形状の凸部５２ｂを備えたゴム製ベース５２とで構成され、キートップ５１が押されると、突起５２ａがたわみ、凸部５２ｂがベース５２の下方に配置されたプリント基板５３上のスイッチ用パターン（図示せず）に接触してスイッチ用パターンのスイッチ（図示せず）が導通するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６２−１５０６１２号公報

しかしながら従来のキーユニットは、突起５２ａの形状をキートップ５１の形状に合わせた構成となっているため、キートップ５１の形状を変更する場合には突起５２ａの形状も変更しなければならず、その結果、キートップ５１の形状を変更するときに金型費等のコストがかかるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、キートップの形状を変更する際に余計なコストがかからないキーユニットを提供することを目的としている。

本発明のキーユニットは、キートップと、表面に、前記キートップを固着したキーシート部を有し、裏面に、前記キートップに押圧力が加わると、プリント基板に形成されたスイッチ用パターンに接触して前記スイッチ用パターンのスイッチを導通させる突起を有するゴム製ベースと、前記ベースの裏面に、一対の前記突起とこの一対の突起間に設けた支点リブとを備え、前記キートップは前記一対の突起と前記支点リブとを覆う位置に固着され、前記支点リブを中心にシーソー動作するように構成し、前記支点リブの底に、前記支点リブの底面に接する部品への吸い付き防止用溝を設けたことを特徴とする構成を有している。

この構成により、ベースの形状を変更せずにキートップの形状を変更することができ、キートップは、誤って中央部に押圧力が加わった場合にも誤動作することの無いシーソーキーとして動作することができるとともに、支点リブが支点リブの下に配置された部品に吸い付つくことに起因するシーソーキーの動作不良を防ぐことができる。

本発明は、ベースの形状を変更せずにキートップの形状を変更することができ、キートップは、誤って中央部に押圧力が加わった場合にも誤動作することの無いシーソーキーとして動作することができるとともに、支点リブが支点リブの下に配置された部品に吸い付つくことに起因するシーソーキーの動作不良を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態のキーユニットは、スイッチ用パターンを有するプリント基板と組み合わせることでスイッチとして使用されるものである。本発明の実施の形態のキーユニットは、シーソーキーと押しボタン式キーとを備えている。シーソーキーのキートップをシーソーキートップ、押しボタン式キーのキートップをキートップとそれぞれいう。

本発明の実施の形態のキーユニットは、図１に示すように、シーソーキートップ１およびキートップ２、３と、ゴム製ベース４とで構成されている。ベース４の表面は、図２（ｃ）に示すように、シーソーキートップ１およびキートップ２、３を接着剤（図示せず）により固着したキーシート部４ａを備えている。一方、ベース４の裏面は、図３（ａ）に示すように、プリント基板（図示せず）に形成されたスイッチ用パターンに接触してスイッチ用パターンのスイッチを導通させる突起４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを有している。ベース４の裏面は、さらに、一対の突起４ｂ、４ｃ間に、図３（ｂ）に示す山形の支点リブ４ｆを有している。シーソーキートップ１は、突起４ｂ、４ｃと支点リブ４ｆとを覆うように位置している（図２（ｂ）参照）。シーソーキートップ１と突起４ｂ、４ｃと支点リブ４ｆとでシーソーキーが構成され、シーソーキーは支点リブ４ｆを中心として図1に矢印で示すようにシーソー動作をする。

支点リブ４ｆの底には、図３（ｂ）に示すように溝４ｇ、４ｈが形成されている。この溝４ｇ、４ｈは支点リブ４ｆと支点リブ４ｆに接する導電性ゴムシート６との接触面に間隙をつくり、支点リブ４ｆが、ゴムシート６に吸い付くことを防止している（図５参照）。

キートップ２、３は、図２（ｃ）に示すように、突起４ｅ、４ｄをそれぞれ覆う位置に接着され、押しボタン式キーを構成している。

ベース４の周囲は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、外周の縁４ｉと内側の平面状のキーシート部４ａとを、肉薄のクリック部４ｊでつなぐように成型されている。クリック部４ｊは、一般の押しボタン式キーに内蔵されたバネと同様の効果を有するように構成されている。すなわち、キートップ２は押圧力が加えられると、クリック部４ｊが押し込まれることで押圧力の方向に押し込まれ、一方、押圧力が解除されると、ゴムの弾性力によってクリック部４ｊはもとの状態に戻り、もとの状態に戻る。キートップ３およびシーソーキートップ１に押圧力が加わったときも同様に作用する。

なお、穴１ｋはベース４を本体ケース（図示せず）に固定するときに使用するものである。

上記のキーユニットの裏面側には、図4（ａ）、（ｂ）に示すように、導電性ゴムシート６とスイッチ用パターン５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが形成されたプリント基板５とが順次設けられる。

次に上記のキーユニットの動作について図３〜図５を参照しながら説明する。

まず、上記のキーユニットのシーソーキーの動作について、図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。通常の状態ではプリント基板５上のスイッチ用パターン５ａのスイッチは開放されている。いまシーソーキートップ１が外力ｆ１の押圧力で押されると、シーソーキートップ１は支点リブ４ｆを支点として回動し、突起４ｂに外力ｆ１による力が加わり、ゴムシート６がプリント基板５に押し付けられて、スイッチ用パターン５ａのスイッチがオンする。同様にして、外力ｆ２がシーソーキートップ１に加わると、突起４ｃに外力ｆ２による力が加わり、スイッチ用パターン５ｂのスイッチがオンする。

支点リブ４ｆの底面は、図５に示すように、硬いプリント基板５に重ねられたゴムシート６に接している。また、シーソーキートップ１は、支点リブ４ｆと同等の幅を有しているので、シーソーキートップ１の中心部に外力ｆ３の押圧力が加わっても、ベース４が押圧力の方向にたわむことはない。したがって、誤ってシーソーキートップ１の中心部を押してしまっても、突起４ｂ、４ｃがゴムシート６に押し付けられてスイッチ用パターン５ａ、５ｂのスイッチがオンするおそれはなく、誤操作を防止することができる。
ところで、支点リブ４ｆはゴムシート６に接触しているため、シーソーキートップ１に押圧力が加わると、接触面が真空状態となってゴムシート６に吸い付いてしまうおそれがある。この吸い付きを防止するために、支点リブ４ｆの底面には、図３および図５に示すように、支点リブ４ｆとゴムシート６との間に間隙を作るように、溝４ｇ、４ｈが形成されている。すなわち、これらの溝４ｇ、４ｈは、シーソーキートップ１が押下されてシーソー動作を行うと、前記間隙に空気が流動するように作用するため、支点リブ４ｆがゴムシート６に吸い付くことを防止することができる。したがって、押下後のシーソーキーの復帰力が向上し、操作性が向上する。
次に上記のキーユニットの押しボタン式キーの動作について、図５を用いて説明する。いま、キートップ２に押圧力が加わると、上述したシーソーキーの場合と同様に、突起４ｅによってゴムシート６が押され、その裏面側に配置されたプリント基板５上のスイッチ用パターン５ｃのスイッチがオンする。

以上のように構成された本実施の形態のキーユニットによれば、シーソーキートップ１およびキートップ２、３と、表面にキーシート部４ａを有し、裏面にプリント基板５上に形成されたスイッチ用パターンに接触してスイッチ用パターンのスイッチをオンさせる突
起４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを有するベース４とを備えた構成を採ることにより、ベース４を標準部品として用意すれば、キー形状の変更の際には、シーソーキートップ１およびキートップ２、３の形状のみ変更すればよく、変更が容易になり、また金型コストも抑えることができる。

図１０に示す従来のキーユニットでは、シーソーキーは２つの突起５２ｃ、５２ｅとこの突起５２ｃ、５２ｅを覆うシーソーキートップ５４とを備え、シーソーキートップ５４は片側が押されるとツバ５４ａを支点として回動するように構成されていた。したがってシーソーキートップ５４の中心部が押されると、両方の突起５２ｃ、５２ｅが同時に押されてプリント基板５３上のスイッチ用パターンのスイッチ（図示せず）が同時にオンとなってしまい、誤動作するおそれがあった。

これに対し、本実施の形態のキーユニットによれば、ベース４の裏面に、一対の突起４ｂ、４ｃと、この一対の突起４ｂ、４ｃ間に支点リブ４ｆとを設け、シーソーキートップ１が突起４ｂ、４ｃおよび支点リブ４ｆを覆うように位置する構成を有することにより、シーソーキートップ１は支点リブ４ｆを中心にしてシーソーキー動作を行う。したがって、本実施の形態のキーユニットは、誤ってシーソーキートップ１の中心部が押されても、スイッチ用パターン５ａ、５ｂのスイッチがオンするおそれはなく、シーソーキーの誤動作を防ぐことができる。さらに、支点リブ４ｆの底面に溝４ｇ、４ｈを設けたことにより、溝４ｇ、４ｈに空気が流動するため、支点リブ４ｆがゴムシート６に吸い付くことを防ぐことができ、操作性に優れたシーソーキーを備えたキーユニットを提供することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態のキー装置について、図面を用いて説明する。

図６は、本発明の実施の形態のキー装置の概略の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態のキー装置は、上述した本発明の実施の形態１のキーユニット７と、スイッチ用パターンを有するプリント基板５と、キーユニット７およびプリント基板５を収納する本体ケース８とを備えている。

また、キーユニット７に固定されたシーソーキートップ１の中央部両端には、図２（ａ）に示すように、半円柱状の支持軸１ａがそれぞれ付設されている。一方、本体ケース８の内側には、図７に示すように、半円柱状の凹みを設けた嵌合部８ａが２箇所に形成されている。キーユニット７は、支持軸１ａが嵌合部８ａに嵌合され（図５参照）、かつ、縁４ｉが本体ケース８のリブ８ｂで挟み込まれて（図４（ａ）参照）、本体ケース８に固定され収納されている。

なお、図７中、８ｃ、８ｄ、８ｅは、キートップのための開口部を示す。

次に、上記のキー装置の動作について説明する。

支持軸１ａと嵌合部８ａは、半円柱形状に形成されているため、シーソーキートップ１がシーソー動作をする際には、支持軸１ａは嵌合部８ａの内周に沿って回転する。したがって、本体ケース８は、キー操作を妨げることなく、シーソーキートップを保持できる。キーユニット７とプリント基板５とで構成されたスイッチの動作については、本発明の実施の形態１のキーユニットの動作で説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。

以上のように本発明の実施の形態のキー装置よれば、本体ケース８内に、キーユニット７と、スイッチ用パターンを備えたプリント基板５とを収納することにより、キー形状の
変更にはキートップの形状だけ変更すればよいため余計なコストがかからず、誤動作や動作不良を防ぐことができるシーソーキーを備えたキー装置を提供することができる。

また、本発明の実施の形態のキー装置によれば、シーソーキートップ１の中央部両端の２箇所に半円柱状の支持軸１ａを付設し、本体ケースに半円柱状の凹みを設けた嵌合部８ａを２箇所備え、支持軸１ａを嵌合部８ａに嵌合させた構成を採ることにより、シーソーキートップ１の円滑な動作を確保しつつ、シーソーキートップ１を本体ケース８に嵌合固定することができる。そのため、シーソーキートップ１とベース４との接着が剥がれたときでも、シーソーキートップ１が脱落するおそれがなく、衝撃や振動に対する耐久性に優れたキー装置を提供することができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態の電子機器は、上記のキー装置の本体ケース８内に、上記のキーユニット７と、ゴムシート６と、スイッチ用パターンを有するプリント基板５に加え、所定の機能を有する電子回路ユニットを収納した構成を有している。ここでは、本実施の形態の電子機器の例として無線装置について、図面を用いて説明する。なお、キー装置の構成と動作については、上記実施の形態２で説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。

まず、本実施の形態の無線装置（図８参照）と実施の形態１、２で説明した各部との対応関係について説明する。図８のスクロールキー９は実施の形態１のキーユニットのシーソーキートップ１に、図８の電源キー１０とメニューキー１１はそれぞれ実施の形態１のキーユニットのキートップ２、３に、図８の本体ケース１２は実施の形態２のキー装置の本体ケース８にそれぞれ相当する。

上記の無線装置は、図９に示すように本発明の実施の形態２のキー装置の本体ケース８に制御回路ユニット１３と、送受信回路ユニット１４と、ディスプレイ１６を有する表示回路ユニット１５を収納した構成を有している。

上記の無線装置は、制御回路ユニット１３によって制御されている。送受信回路ユニット１４は、無線通信のためのアンテナおよび変復調回路を有している。表示回路ユニット１５は、メニューや設定内容を含む情報を表示するディスプレイ１６を有している。メニューキー１１は押しボタン型のキーで、メニューの表示と選択を行う。ディスプレイ１６の表示画面をスクロールするスクロールキー９は、上下にシーソー動作をするように構成されており、押した方向に対応して表示画面がスクロールする。電源キー１０は、押しボタン型のキーで、押下するごとに無線装置の電源のオンとオフが切り換わる。スイッチ回路１７は、スクロールキー９、電源キー１０およびメニューキー１１の操作に対応した電気信号を生成し、この電気信号を制御回路ユニット１３に送出する。

次に、上記の無線装置の動作について、図９を参照しながら説明する。

電源キー１０を押下すると、電源がオンになる。ここで、メニューキー１１を押下すると、制御回路ユニット１３がメニュー情報を表示回路ユニット１５に送出し、ディスプレイ１６にメニューが表示される。この状態で、スクロールキー９の下側を押下するとメニュー画面が下に、上側を押下するとメニュー画面が上にそれぞれスクロールする。スクロールキー９を操作して所望のメニューを表示しメニューキー１１を再度押下すると、所望のメニューが選択され、制御回路ユニット１３は選択されたメニューに従って送受信回路ユニット１４を設定する。無線装置の電源をオフにするときは、電源キー１０を再度押下すればよい。

本実施の形態によれば、上記のキー装置の本体ケース８内に所定の機能を有する電子回
路ユニットを備えることにより、余計なコストをかけずにキートップの形状を変更することができ、シーソーキーの誤動作や動作不良を防ぐことができ、衝撃や振動でシーソーキートップ１が脱落するおそれのない電子機器を提供することができる。

さらに、本実施の形態によれば、本発明の実施の形態２のキー装置を備えた電子機器を標準機器として用意しておけば、装着するユニットを換えることで所望の機能を有する電子機器を実現することができる。

以上のように、本発明にかかるキーユニットは、キートップの形状を余計なコストをかけずに変更できるという効果を有し、キーユニット、このキーユニットを取り付けた装置およびこのキー装置を収納した電子機器として有用である。

本発明の実施の形態におけるキーユニットの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態におけるキーユニットの正面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図（ｃ）図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図 （ａ）本発明の実施の形態におけるキーユニットのベースの裏面図（ｂ）本発明の実施の形態におけるキーユニットの支点リブの斜視図 （ａ）本発明の実施の形態におけるキーユニットの動作説明のための縦断面図（ｂ）図４（ａ）の丸印部分の拡大図 本発明の実施の形態におけるキーユニットの動作説明のための横断面図 本発明の実施の形態におけるキー装置の概略の縦断面図 本発明の実施の形態におけるキー装置の本体ケースの裏面斜視図 本発明の実施の形態における電子機器の一例である無線装置の斜視図 本発明の実施の形態における電子機器の一例である無線装置の動作説明のためのブロック図 従来のキーユニットの断面図

符号の説明

１ シーソーキートップ
１ａ 支持軸
２、３ キートップ
４ ベース
４ａ キーシート部
４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ 突起
４ｆ 支点リブ
４ｇ、４ｈ 溝
５ プリント基板
８ 本体ケース
８ａ 嵌合部

Claims (1)

1. キートップと、
   表面に、前記キートップを固着したキーシート部を有し、裏面に、前記キートップに押圧力が加わると、プリント基板に形成されたスイッチ用パターンに接触して前記スイッチ用パターンのスイッチを導通させる突起を有するゴム製ベースと、
   前記ベースの裏面に、一対の前記突起とこの一対の突起間に設けた支点リブとを備え、
   前記キートップは前記一対の突起と前記支点リブとを覆う位置に固着され、前記支点リブを中心にシーソー動作するように構成し、前記支点リブの底に、前記支点リブの底面に接する部品への吸い付き防止用溝を設けたことを特徴とするキーユニット。