JP4952407B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、キー入力部を備えた電子機器に関する。

キー入力部を備えた電子機器の一種である携帯電話は、持ち運びの利便性やデザイン上、薄型化が要求されてきている。特に、キー入力部の薄型化が要求されている状況において、薄型化の技術の一例として、携帯電話のキー入力に用いられているばね部材を形状記憶合金に置き換えて、キー入力部の薄型化を施した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、薄型化の技術の一例として、ユーザが指で押圧するキー入力部のキートップをシート状にした金属製の操作板を用いて、キー入力部の薄型化を施した携帯電話なども製品化されている。この金属製の操作板の場合には、例えば、キートップに表示されている数字を貫通溝で形成して、その貫通溝を塞ぐように凸状部を有するゴム製の支持板を操作板の背面側に設けて、構成されている。ところが、操作板の経年変化等によって、操作板が変形を引き起こし、当該操作板がめくれあがったり、はがれるなどの不具合が生じる場合がある。この不具合をさらに詳細に説明するため、具体例をあげて以下説明する。

図８は、ステンレス（金属）製の操作板の一例を表す正面図である。図９は、図８に示す、数字のゼロのキートップ部分の拡大図である。図８に示す操作板２０において、斜線で表した数字、文字、記号等の入力キーや同じく斜線で表した入力キー相互間を区分けするための溝（２１ａ〜２１ｅ）は、貫通溝である。これらの貫通溝は、後述する凸状部を有するゴム製の支持板２２を操作板２０の背面側に設けることで塞がれている。なお、図８において、斜線で表した箇所は、貫通溝がゴムで塞がれた後の図を描いている。

このようなステンレス製の操作板２０を採用した携帯電話では、ユーザがキートップを押圧することにより外的な荷重がかかり、例えば、図９に符号ａで図示した数字「０」の一部分、つまり、ほぼ周囲が貫通溝で囲まれた内側部分と、その外側部分との連結部分は、構造的に強度が弱いため経年変化等によって変形を引き起こす場合がある。その結果、図９に符号ｂで図示した箇所、つまり、ほぼ貫通溝で囲まれた内側部分がめくれあがってしまう場合が生じる。

さらに、図９のＸ−Ｘ’線の断面図である図１０を参照して説明する。支持板２２は、貫通溝を塞ぐように当該貫通溝の形状に対応した形状の凸状部を有する支持部材である。例えば、支持板２２において、図９に示す数字のゼロの形状に位置する部分である符号２２ａ、２２ｂの部分や入力キー相互間を区分けする貫通溝を塞ぐ符号２２ｃ、２２ｄの部分は、凸形状になっている。この支持板２２を操作板２０の背面側に設けることで、操作板２０の一部分であるＳ１とＳ２との間、および、Ｓ２とＳ３との間、つまり、貫通溝部分、は塞がれている（図１０（ａ））。ところが、上述した通り、操作板２０の経年変化等によって変形を引き起こし、図１０（ｂ）に示すように矢印で図示したｂ面がめくれあがってしまう、という問題が生じる。

特開２０００−２９９０３１号公報

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、電子機器の表面に設けられる部材の経年変化等によって発生する不具合を改善する工夫が施された電子機器を提供する、ことを目的とする。

上記目的を達成する本発明の電子機器は、
キー入力部を備え、
予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶部材にて形成されているキー入力用の操作板を上記キー入力部の表面に設けた、という構成を採っている。

本発明の電子機器によれば、操作板が予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶部材にて形成されているため、経年変化等によって操作板自体に変形が生じたとしても元の形状に復帰する。これにより、ユーザの操作性の低下を抑制することができる、という従来に無い優れた効果を有する。

本発明の電子機器は、予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶部材にて形成されたキー入力用の操作板を上記キー入力部の表面に設ける。これにより、上述した通り、経年変化等によって操作板自体に変形が生じたとしても元の形状に復帰する。

また、本発明では、上記操作板は、当該操作板を板厚方向に貫通する貫通溝を有する、という構成を採る。かかる構成の場合には、貫通溝の近辺で操作板に変形が生じ易くなるが、上述同様にその変形を復帰させることができる。従って、貫通溝を形成することによるデザイン性の向上を図りつつ、キー表面の変形を抑制することができる。

また、本発明では、上記貫通溝は、湾曲又は屈曲形状部分を有する、という構成を採る。かかる構成の場合には、さらに、湾曲又は屈曲形状部分の近辺で操作板に変形が生じ易くなるが、上述同様にその変形を復帰させることができる。従って、湾曲又は屈曲形状部分の貫通溝を形成することによるデザイン性の向上をさらに図りつつ、キー表面の変形を抑制することができる。

また、本発明では、上記貫通溝は、略Ｃ又は略Ｕの字形状部分を有する、という構成を採る。かかる構成の場合には、略Ｃ又は略Ｕの字形状の部分は強度的に弱く、変形が特に生じ易くなるが、上述同様にその変形を復帰させることができる。従って、操作板に略Ｃ又は略Ｕの字形状の貫通溝を形成することによるデザイン性の向上をさらに図りつつ、キー表面の変形を抑制することができる。

また、本発明では、上記貫通溝は、上記操作板に表示されているキーの種別を表す識別子を表示する形状の溝、及び／又は、各キーを相互に区分けする形状の溝である、という構成を採る。これにより、デザイン性、機能性の向上を図るべく、上記貫通溝をキーの文字や区切りに使用した場合であっても、上述したように、キー表面の変形を抑制することができる。

また、本発明では、上記貫通溝を塞ぐように凸状部を有する支持部材を上記操作板の背面側に設ける、という構成を採る。これにより、上述したように、キー表面の変形を抑制しつつ、支持部材で操作板を支持しているため、キー構成の安定化、強度の向上を図ることができる。

ここで、本発明では、上記操作板を形成する形状記憶部材は、特定の温度領域において予め記憶している形状に復帰する形状記憶合金である、という構成を採る。これにより、形状記憶合金は合金の組成を変えることで、特定の温度領域の範囲を変えることができるため、用途に応じて、適切に形状復帰可能な形状記憶合金の操作板を選択することができる。

また、本発明では、上記特定の温度領域は、上記電子機器に内蔵されたバッテリの充電時にそのバッテリが放熱する温度である、という構成を採る。これにより、形状記憶合金の形状が変化した場合であっても、バッテリの充電時の当該バッテリからの発熱で変形した操作板の形状を復元させることができる。

また、本発明では、上記特定の温度領域は、３０℃以上４０℃以下である、という構成を採る。これにより、ユーザが電子機器の使用時に手で把持することで熱伝導により人体の体温が操作板に伝わり、この熱で形状記憶合金の形状を回復させることができる。

さらに、本発明では、上記形状記憶合金が、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＴｉＣｏ合金、ＮｉＴｉＣｕ合金のいずれかで構成されている、という構成を採る。これにより、これらの形状記憶合金は、形状回復する温度領域の範囲がそれぞれ異なるため、用途に応じて適した形状記憶合金の操作板を選択することができる。

ここで、上記目的を達成する本発明の組付け方法は、
キー入力部を有する電子機器の組付け方法であって、
予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶素子からなるキー入力用の操作板を上記キー入力部の表面に設ける操作板組付工程を有する、という構成を採っている。

本発明の組付け方法によれば、上記操作板組付工程にて、予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶素子からなるキー入力用の操作板を上記キー入力部の表面に設ける。これにより、電子機器の表面に設けられる部材の経年変化等によって発生する不具合を改善する工夫が施された電子機器が得られる。

また、本発明では、上記操作板組付工程の前に、その操作板にその板厚方向に貫通する貫通溝を形成する貫通溝形成工程を有する、という構成を採る。この場合、貫通溝の近辺で操作板に変形が生じ易くなるが、形状記憶素子が予め記憶している形状に復帰する。従って、貫通溝を形成することによるデザイン性の向上を図りつつ、キー表面の変形を抑制することができる。

さらに、本発明では、上記操作板組付工程は、上記操作板に形成された上記貫通溝を塞ぐように凸状部を有する支持部材を上記操作板の背面側に設ける、という構成を採る。これにより、キー表面の変形を抑制しつつ、支持部材で操作板を支持しているため、キー構成の安定化、強度の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、電子機器の一例として携帯電話を挙げて説明するが、キー入力部を有するあらゆる電子機器に適用可能である。

［構成］
図１は、本発明の電子機器の一実施例である携帯電話の正面図である。図１に示すように、携帯電話１は、ヒンジ部１３で相互にヒンジ接続されて開閉される上部筐体１１と下部筐体１２とを備えた折り畳み式の携帯電話である。この上部筐体１１は、液晶表示用の液晶ＬＣＤ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ ＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）からなる表示部１４を有する。また、下部筐体１２には、キー入力部５が設けられている。このキー入力部５は、操作板１５に後述する支持板１５１が組付けられることによってシート状のシートキーを形成する。なお、図１に示す携帯電話１の操作板１５は、支持板１５１が組付けられた後の状態を示している。

図２は、上記携帯電話の主なブロック構成図である。この図に示すように、携帯電話１には、制御部２、メモリ３、バッテリ４が設けられている。

制御部２は、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であって、携帯電話１の動作をデータバス８を介して総合的に制御するものである。メモリ３は、不揮発性メモリであって、制御部２で実行するプログラム等を記憶しておくものである。バッテリ４は、携帯電話の電源である。なお、本実施例のバッテリ４は、バッテリ充電時に、当該バッテリからの放熱温度が４０℃程度になり、後述するように形状記憶合金の形状回復が可能となる。

また、この携帯電話１には、表示部１４、キー入力部５、音声処理部６、無線部７、およびアンテナ７１が設けられている。表示部１４、キー入力部５は、既に上述した通りである。音声処理部６は、携帯電話利用時において、マイクで集音した音声や、スピーカから出力する音声を処理するものである。無線部７は、アンテナ７１を介して、電波の送受信を行う。なお、本実施例では、折り畳み式の携帯電話を使用しているが、必ずしも折り畳み式の携帯電話でなくてもよく、折り畳み式以外の携帯電話であってもよい。

図３は、形状記憶合金からなる操作板の一例を表す正面図である。この操作板１５は、携帯電話１の下部筐体１２のほぼ一面を覆う略長方形状の薄板部材である。そして、この操作板１５には、板厚方向に貫通する貫通溝が複数形成されている。この貫通溝は、例えば、操作板１５に各キーの種別を表す識別子を表したり、各キー（識別子）領域を区分けするために形成されている。具体的には、まず、複数本の線状の貫通溝１５ａ〜１５ｅが横方向に沿って形成されており、この各線状の貫通溝１５ａ〜１５ｅに連結するよう縦方向に切り込む貫通溝が形成されている。これにより、それぞれＬ字型、あるいは、コの字型の溝に囲まれた各キー領域が形成される。また、貫通溝にて、数字（０〜９）、記号（＊、♯、電話の記号など）を形成し、識別子自体を表示している。

このとき、例えば、数字の「０」は、完全に環状の貫通溝で形成せずに、溝の一部が途切れた形状になっている。つまり、操作板１５が、「０」の内部部分と外部部分とが連結するよう、一部に開口部を有するアルファベットの「Ｃ」字状に形成されている。なお、開口部の位置は任意である。これにより、数字「０」の内部部分が操作板１５本体から分離することは無い。また、その他、数字の「６」、「８」、「９」などの環状部分が形成されるものについても同様に、一部に内部部分と外部部分とが連結する開口部が形成された文字形状にて貫通溝が形成されている。なお、これらの数字「０」、「６」、「８」、「９」の貫通溝は、本発明にいう湾曲部分を有する貫通溝の一例であり、また、図１に示す入力キー「＃」の貫通溝は、本発明にいう屈曲形状部分を有する貫通溝の一例に相当する。

図４は、上記操作板１５を形成する材料である形状記憶合金の形状回復温度の一例を表す図である。図４において、ＮｉＴｉ（ニッケルチタン）合金の場合、Ｎｉの含有量（％）は、５４〜５６％であり、残りがＴｉである。この場合、形状回復温度は２０〜１００℃である。また、ＮｉＴｉＣｏ（ニッケルチタンコバルト）合金の場合、Ｎｉの含有量（％）は、５３〜５５％であり、Ｃｏの含有量（％）は、１〜３％であり、残りがＴｉである。この場合、形状回復温度は、−３０〜３０℃である。また、ＮｉＴｉＣｕ（ニッケルチタン銅）合金の場合、Ｎｉの含有量（％）は、５３〜５５％であり、Ｃｕの含有量（％）は、５〜９％であり、残りがＴｉである。この場合、形状回復温度は、４０〜７０℃である。なお、この図は一例であって、本発明に採用する形状記憶合金が、ＮｉＴｉ、ＮｉＴｉＣｏ、若しくは、ＮｉＴｉＣｕに限定されるものではない。

本実施例では、操作板１５には、約４０℃で形状回復可能なＮｉＴｉＣｕの形状記憶合金を採用した。これにより、バッテリの充電の際、バッテリの放熱温度が操作板１５に熱伝導によって伝わり、操作板１５が４０℃程度に加熱されると、変形を起こしていても形状を回復させることができる。

図５は、支持板の一例を表す正面図である。なお、支持板１５１が本発明にいう支持部材の一例に相当する。この支持板１５１はゴム製であって、薄板形状に形成されている。そして、その表面には、上述した操作板１５に形成された数字、文字、図形、および区分け用の貫通溝の形状に対応し、当該貫通溝を塞ぐ凸形状の凸状部が形成されている。そして、この支持板１５１は、後述するように、上記操作板１５の背面側から当該操作板１５に組み付けられる。このとき、支持板１５１に形成された上記凸状部が、操作板１５に形成された貫通溝に嵌合し、かかる貫通溝が凸状部で塞がれた状態となる。これにより、操作板１５と支持板１５１が一体的となり、両板１５，１５１は薄板であるため、比較的薄いシートキーが構成される。次に、本発明の組付け方法について説明する。

図６は、携帯電話１の組付け方法の一例を表すフローチャートである。まず、ＮｉＴｉＣｕの形状記憶合金の操作板にその板厚方向に貫通する貫通溝を形成する（ステップＳ１０１、貫通溝形成工程）。その結果、図３に示す操作板１５が形成される。続いて、ＮｉＴｉＣｕの形状記憶合金の操作板１５の背面に、支持板１５１を組付ける（ステップＳ１０２、操作板組付工程）。このとき、支持板１５１に形成された凸状部の形状と操作板１５の貫通溝との形状が一致するよう組付ける。これにより、図３に示す操作板１５の貫通溝は、支持板１５１の凸状部にて塞がれ、ＮｉＴｉＣｕの形状記憶合金の操作板１５は、キー入力部５の表面に設けられる。なお、上記組付け方法としては、接着材や両面テープによる貼り付けであってもよい。また、インサート成形により行ってもよい。

その後、上述したように、操作板１５に支持板１５１が組付けられて構成されたシートキーを、携帯電話の下部筐体１２に組付ける。そして、他の部品を組付けることにより、携帯電話１を構成することができる。

図７は、上述した構成の携帯電話のキー入力部、特に、操作板と支持板とを組付けたシートキー部分の断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、操作板１５と支持板１５１とからなるシートキーは、初期状態では操作板１５に変形が生じておらず、当該操作板１５にめくれなどは生じていない。ここで、図７（ｂ）には、操作板１５が、経年変化等によって矢印で図示したｂ面が変形し、めくれあがった場合を示している。しかしながら、本発明の操作板１５は、図１０に示すステンレス製の操作板２２と異なり、ＮｉＴｉＣｕの形状記憶合金であるため、バッテリ充電時に図２に示すバッテリ４から放熱される熱が操作板１５に伝達し、これにより操作板１５が４０℃程度に上昇すると、めくれあがった操作板１５のｂ面部分は、もとの形状に回復することができる（図７（ｃ））。

以上より、操作板１５が形状記憶合金であるため、経年変化等によって操作板１５に変形が生じたとしても、元の形状に復帰する。これにより、ユーザの操作性の向上を図ることができる。

そして、上述したような操作板１５が捲り上がる変形は、特に、貫通溝が湾曲あるいは屈曲して形成されている部分、例えば、略Ｃあるいは略Ｕ字形状に形成された数字「０」などの部分、さらには、各キーの区切り部分で生じる可能性が高い。従って、貫通溝で上記のような数字や区切りの形成が必要な携帯電話に対して、本発明は特に有効である。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例における携帯電話は、上述した実施例１のものとほぼ同様の構成であるが、操作板１５を形成する形状記憶合金の組成が異なる。例えば、形状回復温度が約３０度であるＮｉＴｉ合金を採用している。この温度は、例えば、人体の熱、つまり、ユーザの手の温度を想定している。これにより、ユーザが携帯電話を使用している最中に、手から体温が熱伝導にて携帯電話の操作板１５に伝わる。すると、かかる熱で操作板１５を形成する形状記憶合金が形状回復温度まで加熱され、形状回復が行われる。従って、使用時には、常に操作板１５の変形を抑制することができ、ユーザの操作性の向上を図ることができる。なお、上述したように約３０度に形状回復する形状記憶合金は一例であって、人体の熱で形状回復を行うよう操作板１５を形成する場合には、人間の体温の範囲、例えば、３０度から４０度の範囲で形状回復する形状記憶合金を用いるとよい。

ここで、形状記憶合金にて形成された操作板１５を加熱する手段は、上述したようにバッテリからの放熱やユーザの体温によることに限定されず、いかなる熱を利用してもよい。例えば、携帯電話を使用することによって内部回路から発生する熱が操作板１５を加熱し、当該操作板１５の形状回復が行われてもよい。この場合には、内部回路からの熱によって加熱された操作板１５が達しうる温度にて形状回復する形状記憶合金を操作板１５に使用すると望ましい。なお、操作板１５を形成する形状記憶合金の形状回復温度は、上述した温度に限定されず、いかなる温度に設定してもよい。

本発明は、携帯電話などのキー入力部を有する電子機器に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

本発明の電子機器の一実施例である携帯電話の正面図である。 上記携帯電話の主なブロック構成図である。 形状記憶合金からなる操作板の一例を表す正面図である。 形状記憶合金の形状回復温度の一例を表す図である。 支持板の一例を表す正面図である。 携帯電話１の組付け方法の一例を表すフローチャートである。 上述した構成の携帯電話のキー入力部、特に、操作板と支持板とを組付けたシートキー部分の断面図である。 ステンレス（金属）製の操作板の一例を表す正面図である。 図８に示す、数字のゼロのキートップ部分の拡大図である。 図９のＸ−Ｘ’線の断面図である。

符号の説明

１ 携帯電話
２ 制御部
３ メモリ
４ バッテリ
５ キー入力部
６ 音声処理部
７ 無線部
８ データバス
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１３ ヒンジ部
１４ 表示部
１５ 操作板
１５ａ〜１５ｅ 溝
２０ 操作板
２１ａ〜２１ｅ 溝
２２ 支持板
７１ アンテナ
１５１ 支持板

Claims (9)

1. キー入力部を備えた電子機器であって、
   薄板部材であり、予め記憶している形状に復帰可能な形状記憶部材にて形成されたキー入力用の操作板を、前記キー入力部の表面に設け、
   前記操作板は、当該操作板を板厚方向に貫通する貫通溝を有し、
   前記操作板を形成する前記形状記憶部材は、特定の温度領域に加熱されると予め記憶している形状に復帰する形状記憶合金である、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記操作板を形成する前記形状記憶部材は、特定の温度領域に加熱されると予め記憶している薄板形状に復帰する形状記憶合金である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記貫通溝は、湾曲又は屈曲形状部分を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記貫通溝は、略Ｃ又は略Ｕの字形状部分を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子機器。
5. 前記貫通溝は、前記操作板に表示されているキーの種別を表す識別子を表示する形状の溝、及び／又は、各キーを相互に区分けする形状の溝である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに項記載の電子機器。
6. 前記貫通溝を塞ぐように凸状部を有する支持部材を前記操作板の背面側に設けた、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに項記載の電子機器。
7. 前記特定の温度領域は、前記電子機器に内蔵されたバッテリの充電時に該バッテリが放熱する温度である、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子機器。
8. 前記特定の温度領域は、３０℃以上４０℃以下である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電子機器。
9. 前記形状記憶合金が、ＮｉＴｉ合金、ＮｉＴｉＣｏ合金、ＮｉＴｉＣｕ合金のいずれかで構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電子機器。
   

Images