JP4614742B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルが実装された電子機器に関する。

従来、電子機器等へのタッチパネルの実装においては、特にタッチパネル額縁部に防水性が要求される場合、弾性のパッキン又は両面粘着テープ等のシール材を介して額縁部を電子機器の筐体に押付ける方法が採られている。例えば特許文献１には、ケースとタッチパネル入力部との間に挟持されたゴム又はゴム発泡体等の弾性のシール材を備えた電子機器が開示されている。また特許文献２には、タッチパネル周囲の防水、防滴及び防塵機能を高めるために、独立気泡を有するスポンジ状のパッキンを筐体とタッチパネルとの間に挟んで潰すことを含む固定方法が開示されている。

特開平８−６５０３号公報 特開平１０−２０７６３０号公報

特許文献１及び２に記載されるように、タッチパネル額縁部と筐体との間にゴム又はスポンジ状の弾性のシール材を挿入する場合は、確実な防水性を得るために相当に大きな力を加えてシール材を圧縮しなければならない。このことは、タッチパネルの損傷又は撓みの原因となり得る。逆にシール材にかかる押圧力が小さければ、タッチパネル額縁部から内部への水分の進入が生じやすくなり、故障の原因となる。また弾性のシール材の代わりに両面テープを使用した場合は、両面テープを一度貼り合わせた後に剥離することが容易でなく、故にタッチパネル交換時の作業効率が悪い。

また、使用されるタッチパネルが座標検出に表面弾性波（以降、ＳＡＷと略称する）を利用する種類のもの（いわゆるＳＡＷ方式タッチパネル）であるときは、タッチパネル額縁部にはＳＡＷを送受信するための励振部又はトランスデューサ、及びＳＡＷを反射するリフレクタが配置され、多くの場合シール材はトランスデューサ及びリフレクタの上に押付けられる。一般に、トランスデューサ及びリフレクタに押付けられたゴムパッキンや両面テープ等のシール材はＳＡＷをいくらか吸収してＳＡＷを減衰させてしまうので、ＳＡＷの効率的な伝播が行えなくなる場合がある。

そこで本発明は、小さい押圧力であってもタッチパネル額縁部の確実な防水を可能にする部材を備えた電子機器を提供する。さらに本発明は、タッチパネルがＳＡＷ方式である場合にＳＡＷの不都合な吸収を従来よりも大幅に低減できる電子機器を提供する。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、額縁部を備えたタッチパネルと、前記額縁部を覆うフレームと、前記タッチパネルの前記額縁部と前記フレームとの間に設けられる防水構造体と、を備えた電子機器において、前記防水構造体の前記額縁部に当接する面は、該面に接触した水分を表面張力により保持する作用を備えた隙間を、前記面と前記額縁部との間に形成する微細な凹凸を有するとともに撥水性を有することを特徴とする、電子機器を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器において、前記防水構造体は可撓性のシート状部材であり、前記フレームと前記シート状部材との間に、該シート状部材より柔軟性の低いシール材をさらに有する、電子機器を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子機器において、前記タッチパネルは、表面弾性波のための励振部及び伝送部を前記額縁部に備えた表面弾性波方式のタッチパネルである、電子機器を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項２に従属するときの請求項３に記載の電子機器において、前記シール材は、前記励振部が形成されていない前記タッチパネルの前記額縁部の部分と前記フレームとの間に配置される、電子機器を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の電子機器において、前記フレームと前記タッチパネルの前記額縁部の前記励振部との間にキャビティを備える、電子機器を提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器において、前記フレームと前記タッチパネルの前記額縁部の前記励振部との間にキャビティが形成され、前記防水構造体は前記フレームに一体的に形成された凸部であり、前記キャビティは、前記凸部が前記タッチパネルの表面に当接することにより画定される、電子機器を提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電子機器において、前記フレーム部と、前記励振部が形成されていない前記タッチパネルの前記額縁部との間に、表面弾性波を吸収する吸音材をさらに有する、電子機器を提供する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器において、前記防水構造体は、前記タッチパネルの前記額縁部と前記フレームとの間に挟持されたシート状部材である、電子機器を提供する。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電子機器において、前記シート状部材は織布又は不織布から形成され、該織布又は不織布の前記額縁部に当接する面には撥水処理が施される、電子機器を提供する。

本発明によれば、微小な凹凸を備えた撥水性の表面を備えた部材をタッチパネル表面に当接させることにより、比較的小さい押圧力であってもタッチパネル額縁部の防水を確実にする、電子機器が提供される。
またタッチパネルがＳＡＷ方式である場合には、部材の表面が凹凸を備えることによりＳＡＷの不都合な吸収を大きく抑制することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１（ａ）に示す本発明に係る電子機器１は、操作面１２及び額縁部１４を備えたタッチパネル１０と、タッチパネル１０の額縁部１４を把持してタッチパネル１０を電子機器１の所定位置に保持する上蓋又は筐体３０を有する。多くの場合、タッチパネル１０の操作面の裏側には図示しない適当なディスプレイ装置が配置される。以降は、タッチパネル１０はＳＡＷ方式タッチパネルであるとして説明する。従ってタッチパネル１０の額縁部１４は、図１（ｂ）に示すように、例えば山形の歯１６を複数備えたシェブロン電極等の励振部１８と、励振部１８のさらに外側に設けられる配線電極等の伝送部２０とを有する。

図１（ａ）の２−２断面を示す図２に示されるように、筐体３０は、タッチパネル１０の操作面１２を外部に露出させるための開口部３２を有し、さらにタッチパネル１０の額縁部１４に形成されたシェブロン電極１８を覆って保護するためのフレーム３４を有する。なお図２に示すように、フレーム３４は、額縁部１４近傍の操作面１２への操作者によるアプローチ性向上等のために、また、タッチパネル表面に付着した水滴がフレーム３４上に留まりにくくするために、フレーム３４の周縁から開口部３２に向かう方向に下り勾配を備えたテーパ形状を有することが好ましい。

図２に示されるように、タッチパネル１０の額縁部１４と筐体３０との間には、電子機器１の内部への水分及び塵埃等の進入を防止するための防水構造体すなわちシート状の部材４０が配置される。より詳細にはシート状部材４０は、タッチパネル１０の額縁部１４と筐体３０のフレーム３４との間に挟まれて、タッチパネル１０の操作面１２に付着した水分や汚れ、又は雰囲気中の塵埃等が直接、タッチパネル１０の額縁部１４さらには電子機器１の内部に進入することを防止する。

シート状部材４０は、好ましくは０．２〜１ｍｍの厚さを有し、図２に誇張して示すように、タッチパネル１０側に接するその第１表面４２に微細な凹凸を有する。この凹凸により、タッチパネル実装時の状態において、部材４０とタッチパネル１０の表面又はシェブロン電極１８との間に５０μｍ程度の隙間ｄが多数形成される。このような寸法の隙間ｄには、そこに接触した水分を表面張力により保持する作用があるため、図２における右側すなわち電子機器１内部への望ましくない水分等の進入を効果的に防止することができる。さらにシート状部材４０を撥水性材料から作製するか又はシート状部材４０の第１表面４２に撥水処理を施すことにより、表面張力をさらに高めることができ、より高い防水効果を得ることができる。また部材４０は上述のように５０μｍ程度の隙間ができるように比較的弱い力で挟持されるので、従来のように強い力で押圧されることはなく、故にタッチパネル１０に過大なストレスがかかるリスクも回避できる。

またシート状部材４０の第１表面４２の凹凸のピッチｐ２は、図１（ｂ）に示すシェブロン電極１８の複数の山形の歯１６のピッチｐ１（例えば約１５０μｍ）より短いことが好ましい。このような凹凸であれば、シート状部材４０の第１表面４２が電極１８に押付けられたときでも１つの凸部が複数の歯１６にわたって接するような場合は殆どない。ＳＡＷの不都合な吸収が生じるのは複数の歯１６にわたって接触するような部位が多く存在する場合であるので、本発明に係るシート状部材を用いることによりＳＡＷの不都合な吸収は大きく低減することができる。このような凹凸表面を備えかつ上述の隙間ｄを形成可能なシート状部材４０を構成する好適な材料は、フッ素系又はシリコン系コーティング等の撥水処理を表面に施した織布又は不織布である。しかし部材４０は、上述の凹凸表面を備えかつ上述の隙間ｄを形成可能な材料であれば他の材料でもよいし、可能であればフレーム３４と一体成形されてもよい。

図３は、図２と同様に断面で示した、本発明に係るタッチパネルを備えた電子機器の第２の実施形態を示す図である。本実施形態においては、シート状部材４０は第１の実施形態と同様に額縁部１４の概ね全体を覆うように配置されるが、図３に示すように、シート状部材４０と筐体３０のフレーム３４との間にゴム状又はスポンジ状のシール材５２がさらに配置される。シール材５２は弾性材料ではあるが部材４０よりは柔軟性が低い。フレーム３４とタッチパネル１０の操作面１２との間隔ｔは、電子機器の組立誤差等を考慮して少なくとも１ｍｍ程度は確保されていることが好ましいが、シート状部材４０は非常に可撓性が高いので、シート状部材４０のみではフレーム３４全体（全周）にわたって正確な間隔ｔを得ることが難しい。図３のような構成を用い、例えばシート状部材４０の厚さを０．２〜０．３ｍｍ、シール材５２の厚さを０．７〜０．８ｍｍとすることにより、フレーム全体にわたって比較的正確に約１ｍｍの間隔ｔを得ることができる。

図４は、図２と同様に断面で示した、本発明に係るタッチパネルを備えた電子機器の第３の実施形態を示す図である。本実施形態は第２の実施形態と類似するが、シール部材５２は伝送部２０を覆う部材４０の部分と筐体３０のフレーム３４との間にのみ配置される。このような構成によれば、第２の実施形態の特徴に加え、シェブロン電極１８を含む伝送部２０はＳＡＷの吸収を抑制するためにシート状部材４０のみで比較的弱い力で押圧され、一方比較的強い力で押圧されてもその機能に影響しない伝送部２０は、機器内部への水分等の進入を確実に防止するために、シール材５２を利用してより強い力で押圧することができる。

図５は、図２と同様に断面で示した、本発明に係るタッチパネルを備えた電子機器の第４の実施形態を示す図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、上述のシート状部材４０の防水効果を維持できる範囲で、部材４０がタッチパネル１０の額縁部１４に接する面積を小さくしたことである。すなわち、部材４０は筐体３０のフレーム３４における開口部３２に近接する端部３６付近にのみ設けられ、筐体３０のフレーム３４とタッチパネル１０のシェブロン電極１８との間にはシート状部材４０が存在せず、代わりにキャビティ６０が形成される。従ってシェブロン電極１８の表面にはその一部にしかあるいは全く接触するものがなく、このことは本実施形態のようにタッチパネル１０がＳＡＷ方式のタッチパネルである場合には特に大きな長所となる。シェブロン電極１８の表面に殆どあるいは全く部材を接触させないことにより、ＳＡＷの不都合な吸収すなわち減衰は殆どあるいは全く生じないからである。なお本実施形態においては、タッチパネル１０の額縁部１４の配線電極２０上には、シール性をより確実にするためにゴムパッキン等の弾性のシール材５４が配置されることが好ましい。

図６は、図２と同様に断面で示した、本発明に係るタッチパネルを備えた電子機器の第５の実施形態を示す図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、伝送部２０を含む額縁部１４を覆うがシェブロン電極１８は覆わない吸音材５６を有する点である。吸音材５６を使用する目的は、タッチパネル１０からシェブロン電極１８より外側の部分へのＳＡＷの不要な伝播すなわち漏洩を防ぐこと、及び一度外部に漏洩したＳＡＷが電子機器１の他の部分で反射して再びタッチパネル１０に戻ってくることを防止することである。好適な吸音材は、例えばレジスト用樹脂から作製される。また吸音材５６の厚さは、シート状部材４０の厚さ未満であって上記目的を達するものであればいくらでもよいが、好ましくは部材４０の厚さの約１／３〜１／２である。

図７（ａ）は、本発明に係るタッチパネルを備えた電子機器の第６の実施形態を示す図である。本実施形態は、図５の第４の実施形態と同様にキャビティ６０を有するが、図５の部材４０に相当する部分を、フレーム３４側に一体的に形成された凸部４１に置換したことを特徴とする。他の構成については第４の実施形態と同様であってよい。凸部４１は、タッチパネルに実装する筐体を作製する際に、モールド、キャスト等の適当な方法により、タッチパネル１０が実装されるフレーム３４の端部３６のタッチパネル１０側に、タッチパネル１０に当接してタッチパネル１０を押さえるように形成される。さらに図７（ｂ）に示すように、凸部４１のタッチパネル１０に当接する部分４１ａの表面には、撥水処理を施された微小な凹凸が設けられる。この微小な凹凸は、上述のシート状部材４０と同様に水分の進入を防止するために、タッチパネル１０の表面との間に５０μｍ程度の隙間ｄを形成することが好ましい。

上述の実施形態においては、タッチパネルはＳＡＷ方式として説明されているが、本発明の範囲はＳＡＷ方式のタッチパネルに限定されるものではない。また上述の実施形態はいずれもタッチパネルの額縁部の防水を確実にするシート状部材を含む電子機器として説明されているが、本発明に係る構成はタッチパネルを含む電子機器に限定されるものではなく、液晶ディスプレイ等の他の表示装置を含む電子機器にも適用可能である。

（ａ）本発明の第１の実施形態の電子機器の概略の分解斜視図であり、（ｂ）（ａ）のｂ部においてタッチパネルのみを拡大した図である。 図１（ａ）の２−２線における部分断面図である。 図２と同様の断面で示した、本発明の第２の実施形態の電子機器の部分断面図である。 図２と同様の断面で示した、本発明の第３の実施形態の電子機器の部分断面図である。 図２と同様の断面で示した、本発明の第４の実施形態の電子機器の部分断面図である。 図２と同様の断面で示した、本発明の第５の実施形態の電子機器の部分断面図である。 （ａ）図２と同様の断面で示した、本発明の第６の実施形態の電子機器の部分断面図であり、（ｂ）（ａ）をｂ方向に見た図である。

符号の説明

１ 電子機器
１０ タッチパネル
１４ 額縁部
１８ 励振部
２０ 伝送部
３０ 筐体
３４ フレーム
４０ シート状部材
５２、５４ シール材
５６ 吸音材
６０ キャビティ

Claims (9)

1. 額縁部を備えたタッチパネルと、
   前記額縁部を覆うフレームと、
   前記タッチパネルの前記額縁部と前記フレームとの間に設けられる防水構造体と、を備えた電子機器において、
   前記防水構造体の前記額縁部に当接する面は、該面に接触した水分を表面張力により保持する作用を備えた隙間を、前記面と前記額縁部との間に形成する微細な凹凸を有するとともに撥水性を有することを特徴とする、電子機器。
2. 前記防水構造体は可撓性のシート状部材であり、前記フレームと前記シート状部材との間に、該シート状部材より柔軟性の低いシール材をさらに有する、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記タッチパネルは、表面弾性波のための励振部及び伝送部を前記額縁部に備えた表面弾性波方式のタッチパネルである、請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記シール材は、前記励振部が形成されていない前記タッチパネルの前記額縁部の部分と前記フレームとの間に配置される、請求項２に従属するときの請求項３に記載の電子機器。
5. 前記フレームと前記タッチパネルの前記額縁部の前記励振部との間にキャビティを備える、請求項３又は４に記載の電子機器。
6. 前記フレームと前記タッチパネルの前記額縁部の前記励振部との間にキャビティが形成され、前記防水構造体は前記フレームに一体的に形成された凸部であり、前記キャビティは、前記凸部が前記タッチパネルの表面に当接することにより画定される、請求項１に記載の電子機器。
7. 前記フレーム部と、前記励振部が形成されていない前記タッチパネルの前記額縁部との間に、表面弾性波を吸収する吸音材をさらに有する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 前記防水構造体は、前記タッチパネルの前記額縁部と前記フレームとの間に挟持されたシート状部材である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
9. 前記シート状部材は織布又は不織布から形成され、該織布又は不織布の前記額縁部に当接する面には撥水処理が施される、請求項８に記載の電子機器。

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