JP4944699B2 - キーユニット、キーユニット背板の製造方法及び携帯電話 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器において、情報選択や機能選択等など操作を行うために搭載されるキーユニット、キーユニット背板の製造方法及び携帯電話に関する。

従来、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、携帯電話等の移動携帯端末に搭載されるキーユニットは、特許文献１等に示すように、ケースの表面で露出するキートップの裏面側に下方に突出する押し子を配置し、押し子の下部に、印刷回路基板の可動接点であるダイヤフラムを配置することで構成されている。

ダイヤフラムは、金属性ばね材を半球状に絞り込むことにより形成され、基板表面の２つの固定接点部の上部に、それぞれに対向して配置され、縁部の一部で一方の固定接点部に接続され、中央部を、他方の固定接点部と離間するように配置されている。ダイヤフラムは、上部からの圧力により変形することで、中央部と他方の固定接点部とが接触し、２つの固定接点部の間を接続する。なお、ダイヤフラムのずれや離脱を防ぐために、ダイヤフラムが配設された印刷回路基板の表面は、絶縁フィルムにより被覆されている。

上記構成のキーユニットでは、キーシートにキートップが複数並んで配置される場合、それぞれのキートップの裏面に押し子を配設する構成となるため、キートップの位置に対応して配置された押し子を備えるシートを用意して、キーシートと印刷回路基板との間に配置する必要がある。

したがって、上記キーユニットを組み立てる場合、背板となる部材上に配置される印刷回路基板と、印刷回路基板上のキーシートとの間に押し子を備えるシートを、押し子をキートップに対応させつつ配設するため、その分手間がかかるものとなっている。

これに対して、従来では、図６に示すように、キートップ裏面側に配置されるダイヤフラムにより接続される固定接点部を有する基板を反転させ、背板部分に押し子を形成したものが知られている。

図６に示すキーユニット１は、キートップ２の裏面に、可動接点であるダイヤフラム３を備えたフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit）４を、ダイヤフラム３を下方に突出させた状態で配置し、ダイヤフラム３の突端に、キートップ側に突出する突部５が形成された背板６を配置している。

背板６は、キートップ２を介して押圧されるダイヤフラム３を変形させるに必要な硬さを有する部材により構成され、突部５は、背板６となる板金を絞り成形にすることによって形成されている。

この構成では、キートップ２とダイヤフラム３との間に押し子が介在しないため、複数のキートップを備えるキーユニットの場合、押し子を配置する作業を簡略化することができる。
特開２００１−３１２９４４号公報

しかしながら、背板に絞り成形を施して、背板に押し子としての突部を設けた従来のキーユニットでは、突部の径は、絞りの対象となる板金の厚みに依存する。

このため、キートップ自体の小型化が図られた場合、つまり、キートップ自体の押圧領域が小さくなる場合、キートップの押圧に耐え得る硬さを有する背板に、径の小さい突部を形成することは困難である。よって、キートップ及びダイヤフラム径を小さくした場合、これらの径に対して大きな径の突部で、押圧されるダイヤフラムを受ける構成となり、組立の際に突部とダイヤフラムとでずれが生じやすく、操作性の悪いキーユニットとなる可能性がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数のキートップを備える場合でも、組立が容易であり、且つ、キートップの形状に容易に対応した操作性のよいキーユニット、キーユニット背板の製造方法及び携帯電話を提供することを目的とする。

本発明のキーユニットは、表面にキートップが配設された可撓性を有するキーシートと、前記キーシートの裏面側に、前記キーシートに対向して配置される背板部と、前記キーシートと前記背板部との間に配置される回路基板と、前記キーシートの裏面側で、前記キートップと前記背板部との間に配置され、前記キートップを介して前記背板部側に押圧されることにより変形して、前記回路基板の固定接点部に接続する可動接点部と、前記背板部に形成され、前記可動接点部と対向する位置で、且つ、前記可動接点部側に突出する樹脂製の凸部と、を備え、前記背板部において、前記凸部が形成された部位には、前記背板部の表裏方向で貫通する貫通穴が設けられ、前記凸部は、前記貫通穴に挿入された基部を備える構成を採る。

本発明のキーユニット背板部の製造方法は、上記構成のキーユニットが備える背板部の製造方法であって、前記キーシートのキートップに対応する位置に表裏方向で貫通する貫通穴が形成された前記背板部を、前記凸部を成形する金型内に設置し、前記貫通穴を介して前記凸部を成形する金型側に樹脂を射出して充填することによって、前記背板部に前記凸部を形成するようにした。

本発明の携帯電話は、上記構成のキーユニットを備える構成を採る。

以上説明したように、本発明によれば、複数のキートップを備える場合でも、組立が容易であり、且つ、キートップの形状に容易に対応することができ、操作性の良いユニットとなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るキーユニットを備える携帯電話を示す図である。図１に示す携帯電話１００は、キーユニット２００が搭載された下部筐体１１０に、液晶パネル１２２を備える上部筐体１２０をヒンジ部１３０により折り畳み自在に結合してなる。

図２は、本発明の一実施の形態に係るキーユニットの説明に供する図であり、キーユニットの構成を説明するための下部筐体の要部分解図である。

図２に示すようにキーユニット２００は、下部筐体１１０に収容されており、キートップ２１２が表面に配設されたキーシート２１０と、キーシート２１０の裏面に配置され、下方に突出するダイヤフラム（図３参照）２２６の変形により接続される固定接点２２２、２２４が設けられた回路基板２２０と、背板部２３０とを有する。

キーシート２１０は、下部筐体１１０の表面部分を構成するものであり、ここでは、シリコーンゴム等の弾性体により構成され、可撓性を有する。キートップ２１２は、シート状の本体部分の表面に複数の並んで配置され、下部筐体１１０の表面で露出し、ユーザにより押圧される。

キーシート２１０の裏面側には、キートップ２１２の直下に、回路基板２２０のダイヤフラム（図３参照）２２６と、ダイヤフラム２２６と対向して、背板部２３０に形成された凸部２４０とが配設されている。

図３は、本発明の一実施の形態に係るキーユニットの構成を示す要部断面図である。

回路基板２２０は、ここでは、可撓性を有するフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit）であり、ポリエステルシート等のフィルム状ベース材における一方の面に回路パターンが配線されてなる。回路パターンが配線された面側には、変形により回路パターンの固定接点部２２２、２２４を接続するダイヤフラム２２６が、固定接点部２２２、２２４上に配設されている。

ダイヤフラム２２６は、半球状の金属膜であり、回路基板２２０に、外周の一部を固定接点部２２２、２２４のうちの一方（ここでは、固定接点部２２４）に接続し、突出する中央部分（頂部）を固定接点部２２２の上方に位置するように配置されている。

ダイヤフラム２２６は、凹状に変形することによって、中央部分が固定接点部２２２に接触し、固定接点部２２２，２２４を接続する。

ダイヤフラム２２６の頂部は、凸部２４０の頂部と対向しており、ここでは、互いに当接する位置に配設されている。

凸部２４０は、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等の樹脂からなり、金属製の板材からなる背板部２３０に形成されている。ここでは、凸部２４０は、表面側に向かって突出する半球状に形成されている。

凸部２４０は、ダイヤフラム２２６が凸部２４０側に押圧された際に、頂部で接触するダイヤフラム２２６の頂部２２６ａを基板２２０側に押し込み、ダイヤフラム２２６の頂部の裏面側を固定接点部２２２に接触させる高さを有する。

凸部２４０は、背板部２３０に、表裏方向で貫通する貫通穴２３２に挿入された基部２４２を介して背板部２３０の裏面側に配置された樹脂層２４４と一体的に形成されている。凸部２４０は、肉薄の樹脂層２４４とで背板部２３０を挟持するように配設されているため、樹脂層２４４によって背板部２３０から抜けることなく強固に取り付けられている。

ここでは、凸部２４０は、背板部２３０となる金属板をインサート成型することによって、背板部２３０に形成されている。

図４は、背板部に凸部を形成する方法を示す模式図である。なお、図４では、背板部２３０に一つの凸部２４０を形成する場合を示しているが、背板部２３０に形成される他の凸部２４０も同様に形成されるものであり、それらの説明は省略する。

図４（ａ）に示すように、キーシートのキートップに対応する位置に、表裏方向で貫通する貫通穴が形成された背板部２３０を、凸部２４０を成形する金型３００の第１金型３１０内に設置する。なお、この金型３００の第１金型３１０は、背板部２３０に形成する凸部２４０に対応した形状の窪み３１１を有し、窪み３１１に貫通穴２３２を対応させつつ、当該窪み側に表面を対向させた状態で、背板部２３０を第１金型３１０内に設置する。そして、第１金型３１０内に背板部２３０を設置した状態で、第１金型３１０内に、第２金型を背板部２３０の背面側から配置する。

そして、図４（ｂ）に示すように、背板部２３０の裏面側の第２金型３２０の射出孔３２２から、背板部２３０の貫通穴２３２を介して、凸部２４０が形成される第１金型３１０側、つまり、背板部２３０の表面側に樹脂射出して充填してインサート成形を行う。これにより、背板部２３０の表面には、所定位置に凸部２４０が形成される。

背板部２３０には、凸部２４０が形成される部位に貫通穴２３２が形成されているため、この貫通穴２３２を介して樹脂を射出成形することによって、背板部２３０において、表面側に配置されるキートップ２１２及びダイヤフラム２２６に体呼応した正確な位置に凸部２４０を形成することができる。

このように凸部２４０は、インサート成形などによって背板部２３０に形成されるため、背板部２３０の板厚に依存することなく、キートップ２１２の底面形状に対応した径で形成することができる。

よって、凸部２４０構成の自由度を向上させることができ、キートップ２１２が小さくなっても、つまり、キートップ２１２の底面形状の大きさが小さくなっても、これに対応して、ダイヤフラム２２６の径及び凸部２４０の径を小さくすることができ、操作性の向上も図ることができる。

このキーユニット２００では、ユーザによりキートップが上方から押圧されると、キートップは下方（裏面側）に移動し、ダイヤフラム２２６が設けられた基板２２０を背板部２３０方向に押圧する。

すると、ダイヤフラム２２６は、背板部２３０の凸部２４０の頂部に向かって押圧されることで凹状に変形して中央部分の頂部が固定接点部２２２に接続する。これにより、キートップ２１２に対応する固定接点部２２４、２２２が接続される。また、キートップ２１２からの押圧状態が解除されると、ダイヤフラム２２６は元の半球形状の状態に復元し、中央部分が固定接点部２２２から離間する。これにより、固定接点部２２２、２２４の接続は解除される。

このように、キーユニット２００は、表面にキートップ２１２が配設された可撓性を有するキーシート２１０と、キーシート２１０の裏面側に対向配置される背板部２３０と、キートップ２１２の直下で、且つ背板部２３０上に配置され、表面側から背板部２３０側に押圧されることにより変形して、キーシート２１０と背板部２３０との間に配置された基板２２０上の固定接点部２２２、２２４を接続するダイヤフラム（可動接点部）２２６とを具備する。

これにより、凸部２４０の形状を任意に変更することができ、背板部２３０を絞り加工して形成される従来の凸部と比較して、より小さい径で凸部２４０を形成することができる。

なお、貫通穴２３２の径は、凸部２４０の底面の径よりも小さいものが好ましい。その形状はどのような形状でも良い。

図５は背板部の変形例を示す図である。

図５に示す背板部２６０は、図３に示す背板部２３０と貫通穴の形状のみ異なり、その他の構成は同様の構成である。よって、同一の構成要素には同名称、同符号を付して説明は省略する。

貫通穴２６２の内径は、背板部２６０の裏面側から表面側に向かって漸次狭窄しており、断面視略等脚台形状となっている。

この変形例の構成によれば、背板部２６０の表面側に形成された凸部２４０は、貫通穴２６２に内嵌された基部２４２を介して、背板部２３０の裏面に配置された樹脂層２４４により支持させることができる。

また、図５に示す背板部２６０は、背板部２３０と同様に、凸部２４０をインサート成形により形成する際に、凸部２４０、基部２４２及び樹脂層２４４となる樹脂を、背面側から表面側に円滑に注入して充填させることができ、凸部２４０自体の成形性を高めることができる。

なお、上記実施の形態において、キーシート２１０のキートップ２１２の裏面に配置される基板２２０の可動接点をダイヤフラム２２６として説明したが、これに限らない。

可動接点は、金属製ばね材からなり、キートップ２１２側から凸部２４０に押圧されることによって変形して、固定接点部２２２、２２４とを接続し、押圧状態が解除された際に、両固定接点部２２２、２２４との接続を解除するものであれば、どのように構成されてもよい。

なお、上記本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、種々の改変をなすことができ、そして本発明が該改変させたものに及ぶことは当然である。

本発明に係るキーユニット、キーユニット背板の製造方法及び携帯電話は、複数のキートップを備える場合でも、組立が容易であり、且つ、キートップの形状に容易に対応することができ、操作性の良いキーユニットとなる効果を有し、携帯電話等の移動携帯端末に搭載されるキーユニットとして有用である。

本発明の一実施の形態に係るキーユニットを備える携帯電話を示す図 本発明の一実施の形態に係るキーユニットの説明に供する図 本発明の一実施の形態に係るキーユニットの構成を示す要部断面図 背板部に凸部を形成する方法を示す模式図 背板部の変形例を示す図 従来のキーユニットの構成を示す図

符号の説明

１００ 携帯電話
１１０ 下部筐体
２００ キーユニット
２１０ キーシート
２１２ キートップ
２２０ 基板
２２２、２２４ 接点部
２２６ ダイヤフラム
２３０、２６０ 背板部
２３２、２６２ 貫通穴
２４０ 凸部
２４２ 基部
２４４ 樹脂層

Claims (5)

1. 表面にキートップが配設された可撓性を有するキーシートと、
   前記キーシートの裏面側に、前記キーシートに対向して配置される背板部と、
   前記キーシートと前記背板部との間に配置される回路基板と、
   前記キーシートの裏面側で、前記キートップと前記背板部との間に配置され、前記キートップを介して前記背板部側に押圧されることにより変形して、前記回路基板の固定接点部に接続する可動接点部と、
   前記背板部に形成され、前記可動接点部と対向する位置で、且つ、前記可動接点部側に突出する樹脂製の凸部と、を備え、
   前記背板部において、前記凸部が形成された部位には、前記背板部の表裏方向で貫通する貫通穴が設けられ、
   前記凸部は、前記貫通穴に挿入された基部を備えるキーユニット。
2. 前記貫通穴は、前記背板部の裏面側から表面側に向かって漸次狭窄している前記請求項１記載のキーユニット。
3. 前記背板部の裏面には、前記基部を介して前記凸部と一体の樹脂層が形成されている請求項１又は２記載のキーユニット。
4. 請求項１記載のキーユニットが備える背板部の製造方法であって、
   前記キーシートのキートップに対応する位置に表裏方向で貫通する貫通穴が形成された前記背板部を、前記凸部を成形する金型内に設置し、
   前記貫通穴を介して前記凸部を成形する金型側に樹脂を射出して充填することによって、前記背板部に前記凸部を形成する製造方法。
5. 請求項１から３の何れか記載のキーユニットを備える携帯電話。

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