JP4790016B2 - 携帯電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、操作キーを有する携帯電子機器に関する。

携帯電子機器の一例である携帯電話装置においては、昨今、何らかの特色を持つことが求められているが、携帯電話機を縦型化することは、そのような特色を持つ上で重要な要素になっている。そのため、薄型の携帯電話機を実現するために様々な手法が用いられている。
ところで、携帯電話機が薄型になると、携帯電話機外観を形成する筐体の剛性は、自ずと低下してしまう。特に、筐体の外表面に配置されて押圧操作される操作キーの十分なキー押し耐久性を確保するのは難しい。
このようなキー押し耐久性を確保することに対応したものとして、例えば、「携帯電子機器及びＢＧＡパッケージ保護装置」（特許文献１参照）或いは「携帯機器」（特許文献２参照）が知られている。

図７は、従来のキー押し耐久性を確保するための対応例を示し、（ａ）は対応例１の断面説明図、（ｂ）は対応例２の断面説明図である。図７に示すように、「携帯電子機器及びＢＧＡパッケージ保護装置」（対応例１）は、操作ボタン１によって制御されるマイクロスイッチ１ａがプリント基板２の一面側に取り付けられ、プリント基板２の他面側にＢＧＡパッケージ２ａ，２ｂに収納された回路素子が半田付けされており、ＢＧＡパッケージ２ａ，２ｂがケース３に突設された突起部３ａ，３ｂで押さえられている。つまり、対応例１に係る発明はＢＧＡパッケージ２ａ，２ｂが突起部３ａ，３ｂにより押さえられることで、キー押し操作に伴うはんだ剥離がないように対策されている（（ａ）参照）。

また、「携帯機器」（対応例２）は、フロント側に操作キー（操作ボタン）１が配置された第１の基板４ａのリア側にラミネートフィルム電池５が接着固定されると共に、ラミネートフィルム電池５のリア側に第２の基板４ｂが接着固定されて構成される。そして、第２の基板４ｂのリア側が、リアケース内壁の操作キー１に対向して設けられたリブ６によって支持される。つまり、対応例２に係る発明はラミネートフィルム電池５が基板４ａ，４ｂに接着固定されることによって、剛性を確保しようとしている（（ｂ）参照）。
また、同じく、筐体剛性を確保するため、最近の薄型携帯電話装置には、筐体が、マグネシウム（Ｍｇ）等の金属材料により形成されたものがあり、更に、筐体剛性を高めるために、キーの裏側に筐体が配置された構造を有するものもある（例えば、ＭＯＴＯＲＯＬＡ社製「ＲＡＺＲ」参照）。

図８は、このようにキーの裏側に筐体が配置された構造例を示し、（ａ）は断面による概念図、（ｂ）は積層構造模式図である。図８に示すように、キーの裏側に筐体が配置された構造は、筐体７の表側に配置されたＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の発光部７ａ上に配置された複数のキー検出装置８を覆うように配置された複数の操作キーを有するキーパッド９を有すると共に、筐体７の裏側に配置された基板７ｃを有して構成されている（（ａ）参照）。つまり、基板７ｃの上に、筐体７、キー検出装置８、キーパッド（キー）９が、記載順に積層されている（（ｂ）参照）。

また、発光部７ａは、仮に筐体７の裏側に配置されるとすると、筐体が障害となってキーパッドを光で照射することができない。そのため、発光部７ａは、必然的に筐体７の表側に配置される構成となり、接続線７ｄを介して筐体７の裏側に配置される基板７ｃに接続される構成となる（（ａ）参照）。
特開２００３−８６９７１号公報 特開２００４−５４６６１号公報

しかしながら、従来のキーの裏側に筐体７が配置された構造（図８参照）は、キーパッド９とキー検出装置８と筐体７とが積層配置されている。すなわち、キー検出装置８は、キーパッド９と筐体７とに挟持される構成になっている。したがって、従来のキーの裏側に筐体７が配置された構造においては、キーパッド９に対する凹圧操作に伴う負荷のすべてが、キー検出装置８に伝わることとなるため、キーパッド９は破損しやすく、所定のキー押し耐久を確保するのが困難であるという課題があった。

上記目的を達成するため、本発明に係る携帯電子機器は、開口部が形成される筐体と、前記筐体の外表面上の前記開口部に対向する位置に配設される操作キーと、前記筐体の内部の前記開口部に対向する位置に配設されるキー検出装置と、を有し、前記操作キーは、前記筐体の前記開口部よりも大きく形成されることを特徴としている。
また、本発明は、前記操作キーは、前記開口部側に突出する突出部を有し、前記キー検出装置は、前記開口部側に突出する第２突出部を有し、前記突出部と前記第２突出部の少なくとも一方が、前記開口部に少なくとも一部入り込んでいることを特徴としている。
また、本発明は、前記操作キーは、前記筐体の前記外表面に露出するキートップ、前記キートップの前記筐体の内部側に配設された弾性部材で形成されるキーラバー部、および前記キートップと前記キーラバー部の間に装着されたキーフレームを有することを特徴としている。

また、本発明は、前記筐体の前記開口部の周壁は、前記筐体の前記外表面部から前記筐体内部方向に向かって下がり傾斜面となるように面取り加工されていることが好ましい。

また、本発明は、前記キートップと前記キーフレームとの間には隙間が形成されていることが好ましい。
また、本発明は、前記キーフレームは、前記キーラバー部を介して前記筐体に対向することが好ましい。

また、本発明は、前記キー検出装置の前記筐体内部側には、基板が積層配置されており、前記基板の前記筐体の前記開口部に対向する面には、前記開口部を介して前記操作キーに光を照射する発光素子を配置したことが好ましい。
また、本発明は、前記筐体は、金属材料で形成されることが好ましい。
また、本発明は、前記筐体の外表面には凹部が形成され、前記開口部は、前記凹部の底面部に形成され、前記キートップは、前記凹部内に配設されることが好ましい。

本発明によれば、キー押し耐久を高めることが可能である。

本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体部分を示し、（ａ）はキーパッド装着状態の外観斜視図、（ｂ）はキーパッド未装着状態の外観斜視図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のキー検出装置周辺を示すキー非押下状態における拡大図である。 図２のキー検出装置周辺を示すキー押下状態における拡大図である。 キーフロントケースの開口部周壁にＣ面カット部を有していない、図３と同様の拡大図である。 本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体の積層構造模式図である。 従来のキー押し耐久性を確保するための対応例を示し、（ａ）は対応例１の断面説明図、（ｂ）は対応例２の断面説明図である。 キーの裏側に筐体を位置させた構造例を示し、（ａ）は断面による概念図、（ｂ）は積層構造模式図である。

符号の説明

１０ 携帯電話装置
１１ キー側筐体
１２ 表示器側筐体
１３ キーフロントケース
１３ａ 開口部
１３ｂ Ｃ面カット部
１４ キーリアケース
１５ キーパッド
１６ 操作キー
１７ キー検出装置
１７ａ メタルドーム
１７ｂ フィルム
１８ 発光素子
１９ 電池
１９ａ シールド
２０ 基板
２１ キートップ
２２ キーラバー部
２２ａ 連結部
２３ キーフレーム
２４ 押し子
ａ 空間

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体部分を示し、（ａ）はキーパッド装着状態の外観斜視図、（ｂ）はキーパッド未装着状態の外観斜視図である。図１に示すように、携帯電子機器である携帯電話装置１０は、キー側筐体（筐体）１１と、表示器側筐体１２を備えており、キー側筐体１１と表示器側筐体１２とは、それぞれの一端部がヒンジ部を介して連結されることにより、自在に相互開閉されることができる。表示器側筐体１２には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）等の表示器（図示しない）が装着される。

キー側筐体１１は、キーフロントケース１３とキーリアケース１４とが重ね合わされて構成され、キーフロントケース１３には、キーフロントケース１３の外表面に形成された凹部２５内に配設されたキーパッド１５が載置されている。キーパッド１５は、複数の操作キー１６が配列された矩形平板状の部品であり、キー側筐体１１の外表面側外観を形成する（（ａ）参照）。なお、各操作キー１６は、それぞれ個別に押し下げ操作が可能に構成されている。

キーフロントケース１３には、ケース外表面の凹部２５の底面部に、表裏面を貫通する複数の開口部１３ａが形成されており、キーフロントケース１３の下には、キー検出装置１７が配置されている。キー検出装置１７は、操作キー１６の操作状態を検出するものであり、本実施形態においては、キースイッチ部であるメタルドーム１７ａ（第２突出部）と該メタルドーム１７ａを支持するフィルム１７ｂとを有するメタルドームシートにより構成されると共に、キーパッド１５と略同一の平面形状を有して形成されている。なお、メタルドーム１７ａは、キーフロントケース１３側にドーム状に突出して形成されると共に、各操作キー１６に対応して複数筐体内に配置されている。

また、キー検出装置１７の各メタルドーム１７ａの隣接空間には、発光素子（ＬＥＤ）１８が配置されている（（ｂ）参照）。各発光素子１８は、後述する基板２０に直接接続されて配置されており、フィルム１７ｂに開けられた孔からキー検出装置１７の表面に露出している。
つまり、キーフロントケース１３の開口部１３ａは、開口部１３ａ内に１個或いは複数個のメタルドーム１７ａ及び発光素子１８が対向するように形成されている（（ｂ）参照）。

図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示すように、キー側筐体１１を構成するキーフロントケース１３とキーリアケース１４との間には、電池１９及び基板２０が格納されている。また、基板２０の上面、即ち、キーフロントケース１３側の面には、キー検出装置１７が配置されている。また、電池１９の上面、即ち、基板２０側の面には、シールド１９ａが装着されている。つまり、キー側筐体１１は、キーリアケース１４、電池１９、基板２０、キー検出装置１７、キーフロントケース１３、及びキーパッド１５が記載順に載置された積層構造を有している。

図３は、図２のキー検出装置周辺を示すキー非押下状態における拡大図である。図４は、図２のキー検出装置周辺を示すキー押下状態における拡大図である。図３及び図４に示すように、基板２０の上面（表面）にはキー検出装置１７が載置されており、キー検出装置１７には、メタルドーム１７ａが開口部１３ａに対向するように配置されている。また、キー検出装置１７は、下面（裏面）が基板２０に密着されて配置されている。また、キーフロントケース１３は下面（裏面）がキー検出装置１７のフィルム１７ｂに密着されて配置されている。

また、基板２０の上には、キー検出装置１７の薄いフィルム１７ｂを介してキーフロントケース１３が積層される。そして、キー検出装置１７のメタルドーム１７ａは、キーフロントケース１３の各開口部１３ａに対向して配置され、キー側筐体１１の厚さ方向で各開口部１３ａに入り込んだ状態で配置されている。このため、基板２０の上のキー検出装置１７とキーフロントケース１３の積層厚さは、キーフロントケース１３の厚さに薄いフィルム１７ｂの厚さを加えたものとなり、大略キーフロントケース１３の厚さになる。

基板２０に載置されたキー検出装置１７の各メタルドーム１７ａの上方には、キーパッド１５の各操作キー１６が位置するよう配置されている。すなわち、操作キー１６は、キー側筐体１１の外表面上であって開口部１３ａと対向する位置に配置されることとなる。なお、操作キー１６は、外観形状（開口部１３ａに対向する側の内面面積）が開口部１３ａ（開口面積）よりも大きいものとする。操作キー１６は、キーパッド１５の表面（上面）を形成するキートップ２１、キートップ２１の裏面（下面）に設けられたキーラバー部２２、及びキーラバー部２２に装着されたキーフレーム２３により構成されている。
キーラバー部２２は、例えば、ゴム等の弾性部材からなり、隣接するキートップ２１のキーラバー部２２を連結する連結部２２ａにより、キーパッド１５の全域にわたって一体的に形成されている。このキーラバー部２２の下面（裏面）の中央部には、キー検出装置１７側（筐体内部側）に突出する押し子（突出部）２４が形成されている。

キーラバー部２２の連結部２２ａは、隣接するキートップ２１の境界部分に、キートップ２１の下方に離間すると共に、キートップ２１の裏面とキーフレーム２３との間に空間ａを有するように形成されている（図３参照）。また、この連結部２２ａの上面には、キーフレーム２３が載置されている。キーフレーム２３には、連結部２２ａを除く部位にキーラバー部２２を貫通させる開口部が縦横に設けられている。
押し子２４は、先端側（筐体内部側）が縮径した円柱形状に形成されると共に、キーフロントケース１３の開口部１３ａを通り抜けることができるよう構成される。また、その先端１２を、メタルドーム１７ａの上端に当接させ配置されている。このため、キートップ２１が押し下げられると、それに伴ってメタルドーム１７ａは押し子２４に押圧されて座屈させられ（図４参照）、この状態をもってキー検出装置１７は、操作キー１６の操作状態を検出する。

また、図１（ｂ）に示すように、キーフロントケース１３の各開口部１３ａの隣接空間となるケース面には、光を照射する発光素子１８が配置されている。したがって、携帯電話装置１０は、従来のように、筐体の上にシート型発光体（ＥＬシート等）を置く必要が無く、キー検出装置と発光体の両機能を持ったモジュールを設置する必要も無い。このため、部品点数は削減され、また、キー検出装置１７の厚さも従来に比べて薄くなる。
また、キーフロントケース１３に開口部１３ａが形成されることにより、発光素子１８は、この開口部１３ａを介して、キーフロントケース１３の下面側からキーパッド１５を直接照射することが可能になる。このため、携帯電話装置１０は、従来のような発光体と基板２０を接続する接続手段を必要とせず、部品数及び製造工数の減少を実現し、コストダウンを図ることが可能になる。

図３及び図４に示すように、キートップ２１の裏面と、連結部２２ａが載置されるキーフレーム２３の上面との間に設けられた空間ａにより、キー押し耐久性が確保される。つまり、キートップ２１の押下時、キートップ２１に筐体内部側への大きな荷重がかかっても、キートップ２１は、その裏面が連結部２２ａを介してキーフロントケース１３上に載置されているキーフレーム２３に当接するため、必要なだけのクリアランス分しか下方移動せず、クリアランス分下方移動して以降は、キーフレーム２３とキーフロントケース１３とがキートップ２１に対する押し下げ力を受け止めることとなり（図４参照）、よって、キートップ２１に対する押し下げ力の全てがそのままキー検出装置１７や基板２０に加わることが無い。したがって、基板２０に及ぼすダメージは極力少なくなり、もってキー押し耐久性は好適に確保される。

また、開口部１３ａを形成する、キーフロントケース１３の開口部周壁には、クリック感を得易くするため、キーフロントケース１３の外表面（ケース面）からキー側筐体１１内部方向に向かって下がり傾斜面となるように面取り加工したＣ面カット部１３ｂが形成されている。
このＣ面カット部１３ｂは、開口部１３ａの周囲のケース面に密着配置されているキーラバー部２２の連結部２２ａ下面が、下面全面にわたってケース面に密着しないように、連結部２２ａとケース面との間に隙間を形成している。この隙間が形成されることにより、キートップ２１の押下時、連結部２２ａは、キートップ２１の下方移動に伴って容易に下方に撓むことができる。このため、良好なクリック感を伴うキー検出装置１７のスイッチ操作が好適に確保される。なお、連結部２２ａとケース面との間に隙間を形成するものとしては、Ｃ面カット部１３ｂに限るものではなく、段差部等の凹みであっても良い。

これに対し、キーフロントケース１３の開口部周壁にＣ面カット部１３ｂが形成されていない場合、クリック感が得難くなる。
図５は、キーフロントケースの開口部周壁にＣ面カット部が形成されていない、図３と同様の拡大図である。図５に示すように、キーフロントケース１３の開口部周壁が面取り加工されていない、即ち、Ｃ面カット部１３ｂが形成されていない場合、開口部１３ａの周囲のケース面とキーラバー部２２の連結部２２ａ下面との間には、隙間が形成されず、連結部２２ａ下面は、全面にわたってケース面に密着されることとなる。

つまり、このような場合、キーラバー部２２の連結部２２ａの撓む余地が殆ど無くなってしまい、良いクリック感は得られない。そこで、本実施形態に係る携帯電話装置１０は、良好なクリック感が得られ易いように、キーフロントケース１３の開口部周壁にＣ面カット部１３ｂを設け、連結部２２ａが撓む余地を確保している。

図６は、本発明の一実施の形態に係る携帯電話装置のキー側筐体の積層構造の模式図である。図６及び図２，３，４に示すように、携帯電話装置１０のキー側筐体１１は、基板２０の上に、キー検出装置１７、キーフロントケース１３、キーパッド（キー）１５が、記載順に積層されている。しかしながら、操作キー１６及びキー検出装置１７の積層方向に突出する突出部である押し子２４と、キー検出装置１７の同方向に突出する第２突出部であるメタルドーム１７ａの過半部とが、開口部１３ａに入り込んで、配置されているため、この入り込んでいる分の厚さは、キー側筐体１１の厚さ、即ち、携帯電話装置全体の厚さに影響しない。

これに対し、従来のキーの裏側に筐体を位置させた構造（図８（ｂ）参照）においては、基板７ｃの上に、筐体７、キー検出装置８、キーパッド９が、記載順に積層されており、基板７ｃ、筐体７、キー検出装置８、及びキーパッド９のそれぞれの厚さを単純に加えた厚さが、キー側筐体１１の厚さ、即ち、携帯電話装置全体の厚さになる。
つまり、本発明の携帯電話装置１０の構造にあっては、従来のキーの裏側に筐体を位置させた構造に比べ、キーフロントケース１３の内部に位置する、すなわち、開口部１３ａに入り込んでいるキー検出装置１７のメタルドーム１７ａの厚さ分及びキーパッド１５の押し子２４の厚さ分だけ薄型化が図られることとなる。なお、本実施形態においては、押し子２４とメタルドーム１７ａの過半部が、筐体の厚さ方向において開口部１３ａに入り込むよう構成されていたが、本発明はこれに限ることなく、押し子２４とメタルドーム１７ａの少なくとも一方が、開口部１３ａに少なくとも一部入り込むよう構成されていてもよい。

また、キー側筐体１１を構成するキーフロントケース１３とキーリアケース１４とは、基板２０等の各種構成部品を内包するように筐体全体を覆っているため、両ケース１３，１４を金属材料（例えば、Ｍｇ）を用いて形成した場合、静電気対策に有効であると共に、金属筐体自体が携帯電話装置１０から発生する電波を抑制する効果があるので、比吸収率（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ：ＳＡＲ）対策にも有効である。

このように本実施形態における携帯電話装置１０は、メタルドーム１７ａの厚さと押し子２４の厚さが、基板２０からキーパッド１５迄の積層高さに影響しない構造を有することになり、薄型化を図ることかでき、ひいては携帯電話装置セット全体の厚さを従来構造に比べてより薄くすることができる。また、基板２０に発光部を置くことができるため、キー検出装置１７に発光部を設ける必要がなくなって、携帯電話装置セット全体の厚さをより薄くすることができると共に、コストダウンを図ることが可能になる。また、操作キー１６の下側（裏側）にキーフロントケース１３が配置されるため、操作キー１６のキートップ２１が無理に押されてもキーフロントケース１３がその押下の負荷を支持するため、基板２０に大きな力がかからず、キー検出装置１７は、基板２０の破損が抑制され、キー押し耐久性が向上する。

なお、本発明は、上述した実施の形態により説明したが、この実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態の携帯電話装置１０は、押し子２４がメタルドーム１７ａを座屈させることにより操作キー１６の操作状態を検出するよう構成していたが、本発明はこれに限らず、例えば、キー検出装置をキー検出装置からキートップまでの距離間隔を赤外線等を用いて計測する距離計測器とし、この距離計測器が、ユーザーのキートップ押し下げ操作に伴うキートップの移動距離を計測することにより、操作キー１６の操作状態を検出するように構成してもよい。このようにすることで、キー押し耐久をさらに向上させることができる上、押し子２４やメタルドーム１７ａを必要としない構成を実現することができ、さらなる薄型化も期待できる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更態様として実施するものも含むものである。

本願は、日本国特許出願第２００６−１８３３９３号（２００６年７月３日出願）の優先権の利益を主張し、その全内容が参照により、本願明細書に取り込まれている。

Claims (7)

1. 開口部が形成される筐体と、
   前記筐体の外表面上の前記開口部に対向する位置に配設される操作キーと、
   前記筐体の内部の前記開口部に対向する位置に配設されるキー検出装置と、を有し、
   前記操作キーは、前記筐体の前記開口部よりも大きく形成され、且つ前記開口部側に突出する突出部を有し、
   前記キー検出装置は、前記開口部側に突出する第２突出部を有し、
   前記突出部と前記第２突出部の少なくとも一方が、前記開口部に少なくとも一部入り込み、
   前記操作キーは、前記筐体の前記外表面に露出するキートップ、前記キートップの前記筐体の内部側に配設された弾性部材で形成されるキーラバー部、および前記キートップと前記キーラバー部の間に装着されたキーフレームを有することを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記筐体の前記開口部の周壁は、前記筐体の前記外表面部から前記筐体内部方向に向かって下がり傾斜面となるように面取り加工されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
3. 前記キートップと前記キーフレームとの間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
4. 前記キーフレームは、前記キーラバー部を介して前記筐体に対向することを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
5. 前記キー検出装置の前記筐体内部側には、基板が積層配置されており、前記基板の前記筐体の前記開口部に対向する面には、前記開口部を介して前記操作キーに光を照射する発光素子を配置したことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
6. 前記筐体は、金属材料で形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
7. 前記筐体の外表面には凹部が形成され、
   前記開口部は、前記凹部の底面部に形成され、
   前記キートップは、前記凹部内に配設される、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。

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