JP4471905B2 - スイッチ構造及びそれを備えた携帯通信機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯通信機器、テレビ、ビデオ、ラジオカセット、カメラ等の電子機器に用いられ、押圧操作されるボタンを有するスイッチ構造に関する。

従来より、携帯通信機器、テレビ、ビデオ、ラジオカセット、カメラ等の電子機器は、一般に手動で押圧して操作するためのボタンをもっている。

例えば、特許文献１では、筐体の穴に摺動自在な押釦と、この押釦の押下により動作する接点とを備え、上記押釦の周面に押釦の押下方向と直行する溝を設けると共に、この溝と係合する穴を有し、全体が可撓性部材で形成されたパッキンを上記筐体の裏面に配設するものが開示されている。このスイッチ構造では、水や塵はパッキンにより遮断され、接点部等のキートップ内部に侵入することがなく、さびの発生や接点の誤動作が防止されている。

また、例えば、特許文献２では、プリント基板上に導電接点ゴム及びパネルを設けると共に、パネルに開口された複数の孔に、プリント基板の接点と導電接点ゴムの接点部とを接触させるボタンを上下動自在に嵌合したキーボードユニットにおいて、ボタンに設けた抜け止め用の係止部に対向する部位に、ボタンを押したときに係止部が挿入される逃げ孔を形成し、プリント基板の接点の周囲にアースパターンを設けるものが開示されている。このスイッチ構造では、ボタンを押したときの係止部が逃げ孔に挿入されて導電接点ゴムやプリント基板に干渉せずに下降するので、静電雑音が電子回路に入らず、ボタンのストロークを減少することなく基板上面からパネル上面までの厚さ寸法を小さくすることを可能にしている。

このように、特許文献１及び２は、水、塵、さびによる誤動作を防止したり、静電対策により誤動作を防止したりしている。
実開平５−９０７５７号公報 特開平５−１９９２１号公報

しかしながら、電子機器のうち、特に携帯用の電子機器（例えば、携帯用通信機器）は、軽くコンパクトであることが要求され、部品も小さく、それらを覆う筐体の肉厚も薄く設計されるようになってきている。このため、筐体の強度は弱くなる傾向にある。それ故に、ボタンを設けた周辺の筐体を軽く押さえただけで、ボタンの下のスイッチが入り、意思と異なる動作がなされてしまう場合がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ボタン周辺の筐体が軽く押されても、意思に反する動作が行われるのを防止するスイッチ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、上記第１の発明では、電子機器のスイッチ構造を対象とし、
押圧操作される押圧部及び該押圧部の下に該押圧部よりも大きい座を有し、該座がシリコンラバーに貼り付けられたボタンと、
上記座を表面側に通過させず、押圧部のみを通過させるボタン用開口を有する筐体と、
上記筐体及びボタンの裏面側に設けられる剛性の高い構造フレームと、
上記構造フレームの裏面側に配設された基板に設けたスイッチと、
上記構造フレームと筐体との間に設けられ、ボタン用開口の周縁部に加えられた荷重を該構造フレームに伝える撓み防止手段とを備えている。

上記の構成によると、筐体のボタン用開口からボタンの押圧部のみが露出し、押圧部を操作すれば基板のスイッチが押圧される。一方、ボタン周辺の筐体を軽く押さえても、その荷重は撓み防止手段によって構造フレームに伝えられて基板上のスイッチには伝わらないので、意思に反する動作が行われることはない。

第２の発明では、上記シリコンラバーは、上記スイッチと接する部分に接点用突起を有すると共に、外周縁部に略連続してシリコンラバー側リブが突設され、該シリコンラバー側リブは、上記撓み防止手段を構成している。

上記の構成によると、ボタンを押圧すると、ボタンの接点用突起が基板のスイッチに当接して所定の動作が行われる。また、ボタンの座をシリコンラバーに貼り付けることで、多くのボタンを同時に筐体に取り付けることができ、また、スイッチとの位置ズレが吸収し易い。さらに、シリコンラバー側リブにより、ボタン周辺を軽く押さえたことによる荷重は構造フレームに伝えられて基板上のスイッチには伝わらないので、意思に反する動作が行われることはない。

第３の発明では、上記筐体の内側において、上記ボタン用開口の周辺に上記シリコンラバー側リブに対応する筐体側リブが突設され、該筐体側リブは、上記撓み防止手段を構成している。

上記の構成によると、ボタン周辺の筐体に荷重が加わっても、荷重はシリコンラバー側リブと筐体側リブとを伝わって構造フレームに伝わり、基板のスイッチに伝わらないので、誤動作が防止される。

第４の発明では、上記シリコンラバー側リブは、シリコンラバーが筐体に組み付けられたときに、上記筐体側リブと重なるように配置され、該筐体側リブと上記構造フレームとでサンドイッチされるように構成されている。

上記の構成によると、シリコンラバー側リブが筐体側リブと構造フレームとで挟まれることでシリコンラバーがしっかり固定されると共に、ボタン用開口の周縁部に加わった荷重は、撓み防止手段としてのシリコンラバー側リブ及び筐体側リブによって確実に構造フレームに伝えられるので、意思に反する動作が行われるのが防止される。

第５の発明では、上記構造フレームは、マグネシウムフレームで構成されている。

上記の構成によると、マグネシウムは、軽量で剛性が高いので、軽量ながらも荷重をしっかり支持することができ、スイッチ構造の強度が大きくアップする。

第６の発明では、上記構造フレームは、裏面側の外周縁部で上記基板を保持し、該外周縁部よりも内部には、該基板との間に隙間が形成されている。

上記の構成によると、筐体に加わった荷重は、構造フレームによって基板の電子部品が取り付けられた部分には伝わらないため、これらの電子部品の破壊が避けられる。

第７の発明では、上記筐体のボタン用開口の周囲における内面の一部に筐体側凹部が設けられ、上記ボタンの座との間に隙間が確保されている。

上記の構成によると、ボタン周辺の筐体に荷重が加わっても、筐体側凹部が設けられているので、ボタンの座に荷重が伝わらず、結果としてスイッチに荷重が伝わりにくくなるので、誤動作が起こり難い。

第８の発明では、上記ボタンの座の一部に座側凹部が設けられ、上記筐体の内面との間に隙間が確保されている。

上記の構成によると、ボタン周辺の筐体に荷重が加わっても、座側凹部が設けられているので、ボタンの座に荷重が伝わらず、結果としてスイッチに荷重が伝わりにくくなるので、誤動作が起こり難い。

第９の発明では、上記シリコンラバーには、取付孔が設けられ、
上記筐体の裏面には、上記シリコンラバーの取付孔に対応する位置にシリコンラバー位置決めピンが設けられている。

上記の構成によると、ボタンが貼り付けられたシリコンラバーを筐体の裏面に組み付ける際にシリコンラバー位置決めピンによって位置決めされ、また、組み付けた後もシリコンラバーが、位置固定ピンから外れないため、ボタンと筐体のボタン用開口とのセンターズレが起こりにくい。

第１０の発明では、携帯通信機器は、上記スイッチ構造を備えている。

上記の構成によると、軽量で携帯性がよく、誤動作の少ない携帯通信機器が得られる。

第１１の発明では、携帯通信機器は、携帯電話機とする。

上記の構成によると、軽量で携帯性がよく、誤動作の少ない携帯電話機が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、筐体のボタン周辺に荷重が加わっても、この荷重が撓み防止手段によって構造フレームに伝えられ、スイッチが押されることはないので、意思に反する動作が行われるのを確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器（携帯通信機器）としての携帯電話機１の開いた状態を右方向から見た斜視図である。図２は、携帯電話機１の閉じた状態を右方向から見た斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の携帯電話機１は、第１の筐体２と、第２の筐体３とを有し、これらがヒンジ部５によって回転可能に結合されている。

上記第１の筐体２には、液晶表示部４及び受話部６が設けられている。上記第１の筐体２には、オーディオボタン組品２４（図３に詳細を示す）が設けられている。このオーディオボタン組品２４は、オーディオボタン１１〜１４を備えている。具体的には、上側に巻戻しボタン１１、停止・再生ボタン１２及び早送りボタン１３を備え、その下側に音楽やＦＭラジオの切換え等を行うメニューボタン１４を備えている。上記第２の筐体３には、送話部７、情報入力ボタン８、機能ボタン９等が設置されている。

図３は、上記巻戻しボタン１１、停止・再生ボタン１２、早送りボタン１３及びメニューボタン１４を冶具にて位置決めした上で、シリコンラバー１６に赤外線硬化接着剤等で貼り付けたオーディオボタン組品２４を示す。これらのオーディオボタン１１〜１４は、押圧操作される押圧部１１ａ〜１４ａと、この押圧部１１ａ〜１４ａの下に押圧部１１ａ〜１４ａよりも外形の大きい座１１ｂ〜１４ｂをそれぞれ有し、この座１１ｂ〜１４ｂがシリコンラバー１６に貼り付けられている。

図４に示すように、シリコンラバー１６は、裏面の外周縁部の全体に撓み防止手段としてのシリコンラバー側リブ１７を有している。このシリコンラバー側リブ１７は、柔らかく、板厚の薄いシリコンラバー１６を折れ曲がりにくくし、原形を保った状態で組み込んだ後にしっかり固定する役割も有している。

また、シリコンラバー１６には、複数の取付孔１９が設けられている。一方、図５に示すように、第１の筐体２のカバー２３の裏面には、この取付孔１９に対応する位置にシリコンラバー位置決めピン２６が突設されている。このシリコンラバー位置決めピン２６を取付孔１９に挿入して、シリコンラバー１６がカバー２３に仮固定されるようになっている。この取付孔１９及びシリコンラバー位置決めピン２６により、オーディオボタン組品２４を組み付ける際の組付が容易となる。

また、カバー２３は、押圧部１１ａ〜１４ａのみを通過させる第１及び第２ボタン用開口３４，３５を備えている。つまり、第１ボタン用開口３４は、メニューボタン１４の押圧部１４ａよりも大きく、その座１４ｂよりも小さく開口されている。第２ボタン用開口３５は、巻戻しボタン１１、停止・再生ボタン１２、早送りボタン１３を一列に並べた状態で全ての押圧部１１ａ，１２ａ，１３ａのみを通過させ、それらの座１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは通過させない大きさを有している。オーディオボタン組品２４をカバー２３に組み込んだ後もオーディオボタン組品２４は、シリコンラバー位置決めピン２６から外れないため、オーディオボタン１１〜１４と第１及び第２ボタン用開口３４，３５とのセンターズレが起こりにくいように構成されている。

また、上記第１の筐体２のカバー２３の裏面には、シリコンラバー側リブ１７に対応する形状を有した、もう一つの撓み防止手段としての筐体側リブ３１が設けられている。そして、オーディオボタン組品２４を仮固定したとき、両リブ１７，３１が合致して重なり合うようになっている。

シリコンラバー１６の裏面に設けられた接点用突起１８は、基板２２上に設けた各々のオーディオボタン１１〜１４に対応するスイッチ２０（図７等に示す）を押す接点になっている。

図６に示すように、構造フレームとしてのマグネシウムフレーム２１に電気部品を搭載した基板２２が取り付けられた状態で、マグネシウムフレーム２１と基板２２とが第１の筐体２の裏面側（背面側）のカバー２３と結合されるようになっている。図７等に示すように、マグネシウムフレーム２１は、裏面側の外周縁部で上記基板２２を保持し、この外周縁部よりも内部には、基板２２との間に隙間２５が形成されている。

図７及び図８に示すように、オーディオボタン組品２４は、第１の筐体２のカバー２３と、マグネシウムフレーム２１とでサンドイッチにされた状態で、固定されるようになっている。このことで、シリコンラバー側リブ１７は、筐体側リブ３１とマグネシウムフレーム２１とでサンドイッチにされて固定されている。

図９に示すように、第１の筐体２のカバー２３の裏面はメニューボタン１４に対応するボタン用開口３４の周囲において断面円弧状に肉がカットされた筐体側凹部３３が設けられている。この筐体側凹部３３により、メニューボタン１４の長手方向の両サイドの座１４ｂは第１の筐体２のカバー２３の裏面と接触し、隙間が形成されていない（図８にＱで示す）が、筐体側凹部３３によって中央部に行くに従って、隙間２７が形成され、中央部でその隙間２７が最大となっている（図７にＰで示す）。すなわち、図７に示すように、メニューボタン１４は、左右横長の形状を有し、スイッチ２０は、その中心の真下に配置されているため、その左右方向中心に近い部分の周囲（Ｘ部）とスイッチ２０とは距離が短くなっている。一方、図８に示すように、メニューボタン１４の長手方向両端の周囲（Ｙ部）とスイッチ２０とは距離が長くなっている。このため、Ｙ部に荷重が掛かってもスイッチが押され難いが、Ｘ部で荷重が加わるとＹ部に比べてスイッチ２０が押され易いことから、Ｙ部近傍では、隙間２７が設けられていない。周囲に全て隙間２７があれば、メニューボタン１４がぐらつき、品質が悪くなるためである。なお、反対にメニューボタン１４の座１４ｂの上面側の肉をカットすることで座側凹部（図示せず）を設けてもよい。

このように構成することで、荷重がＸ部に加わったときは、その力は筐体側リブ３１からシリコンラバー側リブ１７へ、さらにマグネシウムフレーム２１に伝わって、メニューボタン１４に対応するスイッチ２０を押す力は働かない。荷重がもっと大きくなってシリコンラバー側リブ１７を圧縮して、筐体側凹部３３の隙間がなくならない限り、メニューボタン１４に対応するスイッチ２０を押す力が働くことはない。

したがって、本実施形態の携帯電話機１のスイッチ構造によると、第１の筐体２のオーディオボタン１１〜１４周辺に荷重が加わっても、この荷重がシリコンラバー側リブ１７及び筐体側リブ３１によってマグネシウムフレーム２１に伝えられるので、スイッチ２０が押されることはなく、意思に反する動作が行われるのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、構造フレームを軽量で剛性が高いマグネシウムフレーム２１で構成している。このため、軽量ながらも荷重をしっかり支持することができ、スイッチ構造の強度を大きくアップさせることができる。

また、本実施形態では、マグネシウムフレーム２１は、裏面側の外周縁部で基板２２を保持し、この外周縁部よりも内部に隙間２５を形成している。このため、マグネシウムフレーム２１によって第１の筐体２に加わった荷重は、基板２２の電子部品が取り付けられた部分には伝わらないため、これらの電子部品の破壊を避けることができる。

以上説明したように、本発明は、押圧操作されるボタンを有するスイッチ構造を備えた携帯通信機器などの電子機器について有用である。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の開いた状態を示す右方向からの斜視図である。 携帯電話機の閉じた状態を示す右方向からの斜視図である。 オーディオボタンをシリコンラバーに貼り付けた状態を上方から見た斜視図である。 オーディオボタンをシリコンラバーに貼り付けた状態を下方から見た斜視図である。 オーディオボタンの第１の筐体のカバーへの取り付け方法を示す分解斜視図である。 マグネシウムフレーム及び基板と第１の筐体のカバーとの取り付け方法を示す分解斜視図である。 図２におけるVII−VII線断面図である。 図２におけるVIII−VIII線断面図である。 図２におけるIX−IX線断面図である。

符号の説明

１ 携帯電話機（携帯通信機器、電子機器）
２ 第１の筐体（筐体）
１１ 巻戻しボタン（オーディオボタン）
１２ 停止・再生ボタン（オーディオボタン）
１３ 早送りボタン（オーディオボタン）
１４ メニューボタン（オーディオボタン）
１１ａ〜１４ａ 押圧部
１１ｂ〜１４ｂ 座
１６ シリコンラバー
１７ シリコンラバー側リブ（撓み防止手段）
１８ 接点用突起
１９ 取付孔
２０ スイッチ
２１ マグネシウムフレーム（構造フレーム）
２２ 基板
２３ カバー（筐体）
２４ オーディオボタン組品
２６ シリコンラバー位置決めピン
３１ 筐体側リブ（撓み防止手段）
３３ 筐体側凹部
３４ 第１ボタン用開口

Claims (4)

1. 電子機器のスイッチ構造であって、
   押圧操作される押圧部及び該押圧部の下に該押圧部よりも大きい座を有し、該座がシリコンラバーに貼り付けられたボタンと、
   上記座を表面側に通過させず、押圧部のみを通過させるボタン用開口を有する筐体と、
   上記筐体及びボタンの裏面側に設けられる剛性の高い構造フレームと、
   上記構造フレームの裏面側に配設された基板に設けたスイッチと、
   上記構造フレームと筐体との間に設けられ、ボタン用開口の周縁部に加えられた荷重を該構造フレームに伝える撓み防止手段とを備え、
   上記シリコンラバーは、上記スイッチと接する部分に接点用突起を有し、
   上記撓み防止手段は、
   上記シリコンラバーにおける外周縁部に略連続して突設されたシリコンラバー側リブと、
   上記筐体の内側において、上記ボタン用開口の周辺に上記シリコンラバー側リブに対応して該シリコンラバー側リブと同一幅を有するように突設された筐体側リブとからなり、
   上記シリコンラバー側リブは、上記シリコンラバーが筐体に組み付けられたときに、上記スイッチの方向から上記構造フレームに向かって視たときに、上記筐体側リブと完全に重なるように配置され、該筐体側リブと上記構造フレームとでサンドイッチされた状態で、固定されている
   ことを特徴とするスイッチ構造。
2. 請求項１に記載のスイッチ構造であって、
   上記ボタンは、一方向に長い形状に成形され、
   上記筐体のボタン用開口の周囲における内面の上記ボタンの幅方向両側に該幅方向から見て断面円弧状に肉がカットされた筐体側凹部が設けられ、上記筐体のボタン用開口の周囲における内面の該ボタンの長手方向中間部において、上記ボタンの座との間に隙間が確保されると共に、上記長手方向両側は、上記ボタンの座に隙間なく接触している
   ことを特徴とするスイッチ構造。
3. 請求項１に記載のスイッチ構造であって、
   上記ボタンは、一方向に長い形状に成形され、
   上記ボタンの座における幅方向両側に該幅方向から見て断面円弧状に肉がカットされた座側凹部が設けられ、上記ボタンの座における該ボタンの長手方向中間部において、上記筐体のボタン用開口の周囲における内面との間に隙間が確保されると共に、上記長手方向両側は、上記ボタン用開口の周囲に隙間なく接触していることを特徴とするスイッチ構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載のスイッチ構造を備えた携帯通信機器。

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