JP4747377B2 - 押釦ユニット - Google Patents

Description

この発明は、押圧操作の電気的検出が必要な機器、例えば携帯電話機の操作に必要な押釦に関するものである。

例えば、携帯電話機の操作にかかる部位には、複数の操作釦が規則的に配列されている。近年では、携帯電話の小型化が進み、それに付随して操作釦同士の間隔が小さくなっており、以下に記載した先行技術が存在している。

具体的には、ゴム状のシート部材に各々の操作釦が一体に成形されており、そのシート部材を回路基板に配置された押圧検出部の上面に各々の操作釦を臨ませて載置し、筐体に固定している。
特開２００５−１９０９３６号公報

しかしながら、これらのシート状の操作釦は、一体成形しているので各部位の交換がし難く、分解が困難であって、廃棄の際なども分別が困難となっており、製造工程も複雑であった。

この課題を解決するために、
操作機器の外郭を構成する筐体を貫く孔に配置された枠体と、枠体の上面に露出して枠体に設けられる収納孔に配置された状態で下方に押圧可能な押釦と、押釦の下面に臨んで配置される緩衝材とを有し、押釦は、押圧方向に押圧されることで押圧を電気的に検出する押圧検出部の上方に臨み、押釦を所定の押圧長さで押圧方向に押圧すると押釦が押圧検 出部を押圧する押釦ユニットにおいて、押釦に設けられた被案内部は、枠体に設けられた案内部に沿って差し込まれ、案内部に遊びをもって係合し、案内部と被案内部は、互いに当接することで被案内部の上方変位を妨げる上方当接面と、互いに当接して被案内部の下方変位を妨げる下方当接面とをそれぞれ有し、押釦を緩衝材の上に載置して被案内部と案内部との下方当接面間を押圧長さと同じもしくはそれ以上離間させ、押釦を下方に押圧すると、押釦が緩衝材を変形させながら下方に変位し、押釦が押圧検出部を押圧し、
押釦は、押圧可能に筐体の外面に連なって配列される押圧部と、押圧部の下面から延出する一対の鉤部と、押圧部の下面から下方に向かって究出して押圧検出部を押圧可能な可動部とを有し、被案内部は、鉤部の上面を上方当接面とし、上方当接面に対向する押圧部の下面の部位を下方当接面とし、上方当接面と下方当接面の間に板形状からなる案内部を遊びをもって係合しており、
鉤部の先端部と先端部に臨む枠体には、押釦の押圧方向に沿って各々伸びた仮止部が設けられ、一方は凸部であって、他方は凸部の一部が進入する凹部であることを特徴とする押釦ユニット、

押圧部に設けられた規制凸部は、枠体もしくは筐体に臨んで配置され、押圧方向に対して傾いた押圧がされたときに、規制凸部が枠体もしくは筐体に当接することで押圧部が押圧方向に対して更に傾くのを抑えていることを特徴とする押しボタンユニット及び、

緩衝材の中央に設けられた孔に可動部が挿通されていることを特徴とする押釦ユニットを提供する。

請求項１の発明によれば、押釦と枠体と緩衝材があれば簡易な構造の押釦ユニットを作ることができ、枠体や部品の取替えや交換も容易となり、押釦と押釦の間に枠体を設ける必要がなくなるので、狭ピッチの押釦ユニットとすることができ、押釦の稼動への影響を最小限にして、枠体に押釦を組み込んだ場合に、枠体から押釦の脱落を防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、押釦の傾きを抑えて、押釦の稼動への影響を最小限にすることができる。
請求項３の発明によれば、スペースを有効に活用し、押釦の押圧時にバランスよく付加を与えることができ、押釦の傾きを抑えて操作性を良くすることができる。

以下に、この発明の実施形態における押釦ユニット１０が搭載された携帯機器８の背面側斜視図を表す図１、本発明に関連しない内部構造を省略した図１のＡ−Ａ断面を表す図２、同実施形態の押釦３を枠体２に収納した状態の背面側斜視図を表す図３（ａ）、同実施形態の押釦３を枠体２に収納した状態の正面側斜視図を表す図３（ｂ）、図１のＢ−Ｂ断面の本発明の関連箇所を表す図４、同実施形態の枠体２の背面図を表す図５（ａ）、同実施形態の枠体２の正面図を表す図５（ｂ）、同実施形態の枠体２の背面図を表す図５（ｃ）、同実施形態の枠体２の正面図を表す図５（ｄ）、同実施形態の枠体２の右側面図を表す図５（ｅ）、同実施形態の枠体２の左側面図を表す図５（ｆ）、同実施形態の枠体２の背面側斜視図を表す図６（ａ）、同実施形態の枠体２の正面側斜視図を表す図６（ｂ）、同実施形態の押釦３の背面図を表す図７（ａ）、同実施形態の押釦３の正面図を表す図７（ｂ）、同実施形態の押釦３の背面図を表す図７（ｃ）、同実施形態の押釦３の正面図を表す図７（ｄ）、同実施形態の押釦３の右側面図を表す図７（ｅ）、同実施形態の押釦３の背面側斜視図を表す図８（ａ）、同実施形態の押釦３の正面側斜視図を表す図８（ｂ）、以上に基づいてこの発明の実施形態を説明する。

まず、本発明にかかる押釦ユニット１０は、枠体２と枠体２に取り付けられた複数の押釦３と緩衝材４とからなっている。操作機器の一例である携帯機器８の筐体１に取り付けられている状態においては、押釦ユニット１０は携帯機器８の外郭を構成する筐体１を貫通する孔１１に配置し、押釦３の正面側が携帯機器８の回路基板６６に配置された複数の押圧検出部５にそれぞれ当接可能に配置されている。押釦３を背面から正面に向かう垂直方向（以後、押圧方向または下方と記載する）に押圧することで、押釦３が押圧検出部５を押して押圧検出部５にあるスイッチ接点を接触させることができるので、電気的に押圧を感知し、携帯機器８が有する機能を選択し実行させるものである。以下、押釦ユニット１０に関する携帯機器８の構成部品と押釦ユニット１０の構成部品について説明をする。

筐体１は、例えば金属や絶縁性樹脂などからなっており、複数の部品が実装された回路基板６を収納している。更に筐体１には、孔１１の周辺に配置され枠体２を取り付ける被取付部１２が設けられている。押圧検出部５は、静的接点の上に動的接点を臨ませたスイッチ接点を内包するメンブレンスイッチ（図示せず）の上に板状金属をプレス加工で成形したクリック感を持つクリックバネ（図示せず）を配して表面を絶縁性樹脂でコーティングしたものである。

枠体２は絶縁性樹脂を成型して成り、枠体２の長手方向を構成する一対の横枠２３と、一対の横枠２３の間をそれぞれ略均等な間隔で配置された縦枠２２,２２，２２，２２とから主に成っている。更に枠体２は、この横枠２３と縦枠２２によって囲われて成る収納孔２１と、収納孔２１に一対ずつ相対向して配置された案内部２４と、横枠２３の背面側を切り欠いて設けられた逃げ凹部２５と、筐体１に取付可能な取付部２９とが設けられている。

案内部２４は、収納孔２１を介して隣り合う縦枠２２に縦枠２２の長手方向の一部に沿って設けられ、板形状を成し、押圧方向に対して垂直な面を成している。案内部２４の上面が下方当接面２４ｃで、下面が上方当接面２４ｂとなっている。下方当接面２４ｃは、押圧方向に沿って変位可能な押釦３が枠体２に対して下方に変位するのを妨げる面となり、上方当接面２４ｂは、押圧方向に沿って変位可能な押釦３が枠体２に対して上方に変位するのを妨げる面となっており、共に押圧方向に対して交差関係にあり、互いに平行となっている。下方当接面２４ｃの長手方向に沿って同一高さを有する突起が設けられており、押圧操作の際にこの突起が押釦３に当接して、押釦３の許容以上の下方変位を防ぐ。案内部２４の長手方向の一端である正面側を開放し、長手方向の他端である背面側を横枠２３で閉じている。

収納孔２１を介して隣り合う一対の縦枠２２には、下方当接面２４ｃより下側であって背面に偏らせた部位に、収納孔２１内に山状に突出する仮止凸部２７が各々設けられている。この仮止凸部２７は、押圧方向に垂直な断面で見ると三角形状の断面となるように、縦枠２２の下端から上方に向かって上方当接面２４ｂまで伸びている。
逃げ凹部２５は、収納孔２１に臨む横枠２３の略中央を切り欠いたもので、背面側と背面側と正面側に向かって開口している。
取付部２９は、もっとも右側の縦枠２２か背面側に向かって伸びて設けられた部位と、左側から二番目の縦枠２２が正面側に向かって延びて設けられた部位に在り、正面から背面に向かって各々円筒状の孔が貫通する取付部２９となっている。

押釦３は、収納孔２１に各々収納された状態で、押圧方向への押圧に従って収納孔２１内で押圧方向に移動するものである。押釦３は、外部から押圧可能に筐体１の外面に連なる様に配列される略矩形状の駒形状をなす押圧部３１と、一対の鉤部３２と、押圧部３１の下面中央から突出して鉤部３２の間に配置された可動部３４とから主に成る。押釦３には更に、平面視において押圧部３１の一対の長辺側の底面端部から押釦３の正面側及び背面側に延出し、押圧方向に垂直な面を形成する一対の規制凸部３８が設けられている。規制凸部３８は、押釦ユニット１０が筐体１に固定されると筐体１の底面に臨んで規制凹部に収納され、押圧操作時に押圧部３１が押圧方向に対してやや傾いて押圧された場合に、規制凸部３８が筐体１の規制凹部や枠体２の逃げ凹部２５の内壁に干渉することによって、押圧部３１の押圧方向への押圧が所定以上傾くことを妨げている。鉤部３２は、平面視における押圧部３１の短辺よりやや短い幅をもって押圧部３１の底面から垂下し、平面視において長手方向の外方に向かって直角に曲げられて形成される。

被案内部３３は、押圧部３１の下面に平行な鉤部３２先端の上面である上方当接面３３ｂと、押圧部３１の底面であって上方当接面３３ｂに対向する部位である下方当接面３３ｃとからなり、案内部２４に沿わせて差し込んで、案内部２４に係合するものである。被案内部３３の上方当接面３３ｂは、案内部２４の上方当接面に当接することで枠体２に対する上方変位を妨げる面となり、被案内部３３の下方当接面３３ｃは、案内部２４の下方当接面２４ｃに当接することで枠体２に対する下方変位を妨げる面であって、共に押圧方向に対して交差しており互いに平行になっている。被案内部３３の下方当接面３３ｃは、押圧操作時において案内部２４の下方当接面２４ｃの長手方向に沿って同一高さを有する突起に当接して、許容以上に下方変位してしまうことを防いでいる。被案内部３３の上方当接面３３ｂと下方当接面３３ｃの間の長さは、案内部２４の上方当接面２４ｃと下方当接面２４ｃの間の長さより大きくなっている。この被案内部３３と案内部２４の長さの差は、詳しくは案内部２４と被案内部３３の係合の遊びであって、押釦３の押圧長さと同じもしくはやや長く、押釦３の押圧を許容するものである。

更に鉤部３２の押圧部３１の底面に平行な先端部位には、仮止凹部３７が設けられている。仮止凹部３７は、押圧部３１の底面に平行な先端部位を平面視で三角形になる様に切り欠いて形成され、押釦３を収納孔２１に収納した時に仮止凸部２７を進入可能にしている。 可動部３４は、押圧部３１の底面中央であって、一対の鉤部３２と一対の規制凸部３８の間に突出する略筒状の突起であって、押釦ユニット１０が携帯機器８に組み込まれると押圧検出部５に臨む位置になっており、押圧部３１の押圧によって、押圧検出部５に所定の押圧を行い、押圧検出部５に押圧を検出させる。

緩衝材４は、例えばウレタンやオレフィン系発泡体などからなる立方形状のスポンジである。詳しくは、押圧部３１底面の短辺側及び長辺側から立ち上がる鉤部３２や規制凸部３８の内側に充分に収納できる底面積を有し、押釦ユニット１０を携帯機器８に取り付けた時に、押圧部３１の底面と回路基板６の正面との間に若干圧縮されて保持されるように、押圧部３１の底面と押圧検出部５の周辺の基板の平面の間の長さよりやや長い高さを有した形状に加工されている。更に、可動部３４が緩衝材４を貫いて押圧検出部５を検出可能とすべく、緩衝材４の底面から平面の中央を貫通する貫通孔４１が設けられている。

組立について以下に述べる。まず枠体２の収納孔２１に各々の押釦３を組み込む。一対の案内部２４の正面側に開放する一端に、一対の被案内部３３の背面側端部を差し込み、案内部２４に被案内部３３を案内させ、正面側から背面側に向かって係合させていき、押釦３を枠体２に組み込む。この時、仮止凸部２７に鉤部３２の背面側端部が当接するが、更に押し込むことで仮止凸部２７によって鉤部３２が押圧部３１の中央に向かって弾性変形させられ、仮止凸部２７を乗り越えて被案内部３３が更に挿入される。鉤部３２の背面側端部が、案内部２４の他端を塞ぐ横枠２３に当接するまで挿入すると、押釦３の組み込みが完了する。この時、被案内部３３と案内部２４は、被案内部３３の上方当接面３３ｂと下方当接面３３ｃの間隔と案内部２４の上方当接面２４ｃと下方当接面２４ｃの間隔は長さに差があるので遊びをもって係合し、被案内部３３と案内部２４の上方当接面２４ｂ，３３ｂの当接が押釦３の上方への移動を制限し、下方当接面２４c、３３ｃの当接が押釦３の下方への移動を制限している。また、仮止凸部２７は、平面視三角形状の先端を少なくとも仮止凹部３７に収納しているので、案内部２４と被案内部３３の係合が外れるのを防ぎ、枠体２からの押釦３の脱落しない様に仮止めすることができる。また、仮止凸部２７と仮止凹部３７の正面視の断面が遊びを持って係合し、共に底面から平面に向かって伸びて設けられているので、押釦３の押圧動作時を妨げずに、仮止凹部３７内に仮止凸部２７が進入した状態でも被案内部３３は案内部２４に対して上下に変位することができる。

押釦３が仮止されて組み込まれた枠体２を筐体１に固定する。筐体１の底面側から孔１１に枠体２を臨ませると、筐体１の被取付部（図示せず）が枠体２の取付部２９を挿通し、この被取付部を熱溶着して枠体２を筐体１に取り付ける。枠体２が取り付けられた筐体１の底面を上にして置き、押釦３に緩衝材４を各々載置する。詳しくは、緩衝材４の貫通孔４１を可動部３４に挿通させて一対の規制凸部３８と一対の被案内部３３の間に緩衝材３４を配置して、押圧部３１の底面に緩衝材４を載置する。

筐体１に、予め押圧検出部５やその他必要な電子部品（図示せず）が実装された回路基板６が設置された反対側の筐体１を組み合わせると、押圧検出部５と緩衝材４と押釦３が各々所定の位置関係に配置されて組立が終了する。詳しくは、緩衝材４は、一対の規制凸部３８と一対の被案内部３３との間で、押圧検出部５の平面と押釦３の底面に挟まれてわずかに圧縮された状態で配置される。したがって、案内部２４と被案内部３３の各々の上方当接面３３ｂが押し当てられるので、各々の押圧部３１の平面が所定の高さに連なって配置され、案内部２４の下方当接面２４cと被案内部３３の下方当接面３３ｃを確実に離間させることができる。更に、遊びがある被案内部３３の上方当接面３３ｂが案内部２４の上方当接面２４ｃに押し当てられているので、携帯機器８を振った場合でも枠体２と押釦３との干渉による雑音を防ぐことができる。 筐体１の孔１１には、押圧部３１が外部から押圧可能に筐体１の外面に連なっている。押圧部３１の下方当接面３３ｃと上方当接面３３ｂの間に板状の案内部２４を挿通しているので、隣り合う押圧部３１が互いに対面する端部が共に縦枠２を覆い隠す。したがって、押圧部３１間の隙間を無くすことができ、押圧部３１を敷き詰めて配列して押釦３と押釦３との間の配置間隔を小さくすることができる。

本実施例における使用について以下に述べる。 案内部２４と被案内部３３の上方当接面２４ｃ，３３ｂが当接する未押圧状態の押圧部３１を押圧方向に押し込むと、下方に変位する押圧部３１の底面が緩衝材４の弾性力に抗して下方に緩衝材４を押し込んで潰しながら可動部３４の底面が下方に変位していく。これに伴って下方に変位する可動部３４が、押圧検出部５を押込むと、押圧検出部５の可動接点（図示せず）は、下方に変位させられて固定接点（図示せず）に接触して押圧が検出される。この過程においては、未押圧状態において緩衝材４によって上方に付勢された押圧部３１の被案内部３３の上方当接面３３ｂは、案内部２４の上方当接面２４ｂに当接しているが、押圧部３１の押圧によって被案内部３３の上方当接面３３ｂは、枠体２の上方当接面２４ｂから離れて下降する。押圧検出部５の検出状態においては、下降した被案内部３３の下方当接面３３ｃが、案内部２４の下方当接面２４ｃの突起部に当接し、押圧部３１が押圧方向にこれ以上変位しないようにしている。押圧していない状態から押圧検出部５に押圧を検出させるまでの押圧部３１の押圧長さは、未押圧状態の被案内部３３の下方当接面３３ｃから案内部２４の下方当接面２４ｃまでの長さとなる。

この時、被案内部３３と案内部２４は、被案内部３３の上方当接面３３ｂと下方当接面３３ｃの間隔と案内部２４の上方当接面２４ｂと下
方当接面２４ｃの間隔に遊びがあり、緩衝材４によって押釦３が枠体２に対して上方に位置させられ、押釦３と枠体２の下方当接面２４ｃ，３３ｃ同士が押圧長さと同じもしくはそれ以上離れている為、押釦は押圧方向に押圧長さ分の変位を可能にしている。また、仮止凸部２７は、正面視三角形状の先端側を少なくとも仮止凹部３７に収納されているので、筐体１に固定する前の押釦ユニット１０の案内部２４と被案内部３３の係合が外れ難くなっており、枠体２からの押釦３の脱落を防ぐことができ、作業性を担保している。また、仮止凸部２７と仮止凹部３７の正面視の断面が遊びを持って係合して、共に底面から平面に向かって伸びて設けられているので、被案内部３３と案内部２４に対して垂直方向に変位を許容しながら押釦３の押圧動作を妨げない。

本実施例において、被案内部３３は正面視でコ字形状で案内部２４は板形状であるがこれに限らない。押釦３と押釦３間の間隔を小さくする必要がなく、枠体２の縦枠２２を露出しても良い場合は、被案内部３３を板形状とし案内部２４はコ字形状にして押釦３と押釦３の間に枠体２が上部に露出する様にしても良い。また、本実施例の様に、未押圧状態において被案内部３３と案内部２４の上方当接面２４ｂ，３３ｂが、緩衝材４の弾性力によって当接している必要は無い。例えば、押釦３は緩衝材４の上面に載置してあるだけでも良い。未挿入状態において、被案内部３３の下方当接面３３ｃと案内部２４の下方当接面２４ｃ間の長さが、押圧長さと同じもしくはそれ以上を担保できる様に、緩衝材４が押釦３を上方に位置させていれば本発明の効果を奏することができる。この場合、被案内部３３と案内部２４の干渉による音は下方当接面２４ｃ，３３ｃの接触が無い分、削減することができる。

また、枠体２の上方当接面２４ｂに当接した状態から下方当接面２４ｃに当接するまでの変位量が必ずしも押圧長さと同じになる必要はなく、例えば、下方当接面２４ｃ，３３ｃの当接より先に、枠体２や筐体１や回路基板６などに設けられた別の下方当接面が押釦３の別の下方当接面に当たるようにしても良いからである。被案内部３３と案内部２４はあくまで押釦３が押圧検出部５を押込む動作を許容していれば、本発明の目的を達成する。また緩衝材４は、押釦ごとにそれぞれ分かれた本実施例の形に限られず、一枚のシート状の緩衝材４に貫通孔４１が可動部３４に対応して設けられていても良い。

この発明の実施形態における押釦ユニット１０が搭載された携帯機器８の平面側斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図（関連しない内部構造は省略）。 （ａ）同実施形態の押釦３を枠体２に収納した状態の平面側斜視図、（ｂ）同実施形態の押釦３を枠体２に収納した状態の底面側斜視図。 図１のＢ−Ｂ断面図の本発明関連箇所拡大図。 （ａ）同実施形態の枠体２の平面図、（ｂ）同実施形態の枠体２の底面図、（ｃ）同実施形態の枠体２の背面図、（ｄ）同実施形態の枠体２の正面図、（ｅ）同実施形態の枠体２の右側面図、（ｆ）同実施形態の枠体２の左側面図 （ａ）同実施形態の枠体２の平面側斜視図、（ｂ）同実施形態の枠体２の底面側斜視図 （ａ）同実施形態の押釦３の平面図、（ｂ）同実施形態の押釦３の底面図、（ｃ）同実施形態の押釦３の背面図、（ｄ）同実施形態の押釦３の正面図、（ｅ）同実施形態の押釦３の右側面図 （ａ）同実施形態の押釦３の平面側斜視図、（ｂ）同実施形態の押釦３の底面側斜視図

符号の説明

１ 筐体
１１ 孔
１２ 被取付部
２ 枠体
２１ 収納孔
２２ 縦枠
２３ 横枠
２４ 案内部
２４ｂ 上方当接面
２４ｃ 下方当接面
２５ 逃げ凹部
２７ 仮止凸部
２９ 取付部
３ 押釦
３１ 押圧部
３２ 鉤部
３３ 被案内部
３３ｂ 上方当接面
３３ｃ 下方当接面
３４ 可動部
３７ 仮止凹部
３８ 規制凸部
４ 緩衝材
４１ 貫通孔
５ 押圧検出部
６ 回路基板
８ 携帯機器
１０ 押釦ユニット

Claims (3)

1. 操作機器の外郭を構成する筐体を貫く孔に配置された枠体と、前記枠体の上面に露出して前記枠体に設けられる収納孔に配置された状態で下方に押圧可能な押釦と、前記押釦の下面に臨んで配置される緩衝材とを有し、
   前記押釦は、前記押圧方向に押圧されることで該押圧を電気的に検出する押圧検出部の上方に臨み、前記押釦を所定の押圧長さで押圧方向に押圧すると前記押釦が押圧検出部を押圧する押釦ユニットにおいて、
   前記押釦に設けられた被案内部は、前記枠体に設けられた案内部に沿って差し込まれ、前記案内部に遊びをもって係合し、
   前記案内部と前記被案内部は、互いに当接することで前記被案内部の上方変位を妨げる上方当接面と、互いに当接して前記被案内部の下方変位を妨げる下方当接面とをそれぞれ有し、
   前記押釦を前記緩衝材の上に載置して前記被案内部と前記案内部との下方当接面間を前記押圧長さと同じもしくはそれ以上離間させ、
   前記押釦を下方に押圧すると、前記押釦が前記緩衝材を変形させながら下方に変位し、前記押釦が前記押圧検出部を押圧し、
   前記押釦は、押圧可能に前記筐体の外面に連なって配列される押圧部と、前記押圧部の下面から延出する一対の鉤部と、前記押圧部の下面から下方に向かって突出して押圧検出部を押圧可能な可動部とを有し、
   前記被案内部は、前記鉤部の上面を上方当接面とし、該上方当接面に対向する前記押圧部の下面の部位を下方当接面とし、
   前記上方当接面と下方当接面の間に板形状からなる前記案内部を遊びをもって係合しており、
   前記鉤部の先端部と該先端部に臨む枠体には、押釦の押圧方向に沿って各々伸びた仮止部が設けられ、一方は凸部であって、他方は前記凸部の一部が進入する凹部であることを特徴とする押釦ユニット。
2. 前記押圧部に設けられた規制凸部は、前記枠体もしくは前記筐体に臨んで配置され、前記押圧方向に対して傾いた押圧がされたときに、規制凸部が前記枠体もしくは筐体に当接することで押圧部が押圧方向に対して更に傾くのを抑えていることを特徴とする請求項１記載の押釦ユニット。
3. 前記緩衝材の中央に設けられた孔に前記可動部が挿通されていることを特徴とする請求項１記載の押釦ユニット。

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