JP5420120B2 - ボタン構造およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、車載機器等のパネル面に設けられる押しボタンのボタン構造およびこれを用いた電子機器に関する。

車載機器などのパネル面に設けられる従来の押しボタンは、一般的にボタンが押下されてから元の位置へ復帰させる復帰力をスイッチの反力に依存していた。
また、特許文献１には、ヒンジ軸部に対向する位置に形成されたスイッチを押すための突起部と、押しボタンを介した左右両側にヒンジ軸部と一体にそれぞれ形成されたばね部を備えた押しボタンが開示されており、ボタンが押下されてからの復帰力をばね部の反力で得ている。

特開２００５−７１７９６号公報

従来のボタン構造には、押しボタンの外周部に設けた凸部と、パネルに形成したレール部とを有し、押しボタンのパネルへの組み付けで凸部をレール部に係合させ、押しボタンが押下された場合に、凸部がレール部を摺動して押しボタンが押下方向に移動するものがある。この構造では、周囲の温度変化等の影響を考慮すると、凸部をレール部で安定して動かすには、凸部とレール部との間にある程度のクリアランスが必要である。また、ボタン押下から元の位置に押しボタンを復帰させる復帰力をスイッチの反力から得る場合は、スイッチの反力のみで復帰させる必要があるため、ボタン押下方向の移動距離を長くすることができない。

このように、凸部とレール部にはクリアランスがあり、また押下方向の移動距離が短い（レール部が短い）と、押しボタンが押下されたときに傾くことがあり、この傾きにより動作不良を起こしやすいという課題があった。
例えば、押しボタンの意匠面の中央部を押下せず、意匠面の端部を偏って押下すると、押しボタンが押下方向に対して傾いた状態で移動するため、がたつきを起こしたり、移動途中に凸部がレール部にスタックされて正常にスイッチを押圧できない場合（以下、押下不良と呼ぶ）が発生する。

また、パネル内の基板における、押しボタンの外縁の一部に対向する位置にスイッチを配置した場合のように、押しボタンの外縁の一部を介してスイッチの反力がかかる場合、当該外縁の一部との距離に応じて、スイッチの反力の伝達に遅れが生じる可能性がある。
すなわち、スイッチの反力で、押しボタンの外縁の一部に近い凸部がレール部を摺動し始めると、それに伴い上記外縁の一部から遠い位置に設けた凸部がレール部を摺動する。このため、押しボタンがスイッチの反力で復帰する際にも、復帰方向に対して傾いた状態で移動する場合がある。この場合も同様に、押しボタンが移動途中でスタックされて正常に復帰しない可能性（以下、復帰不良と呼ぶ）がある。

押しボタンの外周部に設けた一部の摺動部に偏ってスイッチの反力がかからないようにするには、外周部との距離がほぼ均等な意匠面中央部の直下からスイッチの反力がかかるようにすればよいが、この場合、押しボタンの意匠面中央部の直下にスイッチを配置する必要があり、構造上の自由度が低減するという問題がある。例えば、意匠面を照らすボタン照明を設ける場合、意匠面の下部にボタン照明用の光源を配置できないので、プリズム等の導光手段を用いた複雑な構造を採用しなければならない。

なお、押しボタンの押下方向に沿った移動距離を長くすれば、押しボタンの傾きによる影響を低減することができるが、移動距離を長くした分の厚みが必要となるため、意匠面からの薄型化が制限されてしまうという課題がある。
また、従来では、スイッチの反力を強化するため、ゴム等の弾性部材でスイッチを作成していたが、スイッチの仕様が限定されて、部品点数の増加やボタン構造の複雑化を招く可能性がある。

さらに、特許文献１に代表される従来の技術を採用した場合、ばね部の弾性を調整すれば、スイッチの反力よりも強い復帰力を得ることができる。しかしながら、ヒンジ軸部を介した回動で押しボタンが押下される構造であるため、意匠面のヒンジ軸部に近い側に偏って押下されると、押しボタンが正常に押下方向に移動しない場合がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構造で押下時および復帰時の押しボタンの動作不良を防ぐことができるボタン構造およびこれを用いた電子機器を得ることを目的とする。

この発明に係るボタン構造は、開口部を有するパネルと、パネルの開口部に押下方向および逆押下方向に移動可能に組み付けられる押しボタンと、押しボタンに押圧されるスイッチとを備えたボタン構造であって、押しボタンが、当該押しボタンの外形の一方の端部に設けられ、押下操作に伴う押しボタンの押下方向への移動でスイッチを押圧し、これに応じてスイッチから逆押下方向の反力を受けるボス部と、押しボタンの外形におけるボス部と対向する位置に設けられ、押下操作の押下力によって撓んで逆押下方向への反力を発生するばね部とを備え、ばね部は、押しボタンの押下方向に配置した基板に両端部を反らした曲面部で当接するアーチ形状のばね部である。

この発明によれば、簡易な構造で押下時および復帰時の押しボタンの動作不良を防ぐことができるという効果がある。

この発明に係るボタン構造を適用した車載用電子機器のパネル面を示す正面図である。 実施の形態１に係るボタン構造の押しボタンを示す斜視図である。 実施の形態１に係る押しボタンのパネルへの組み付けを示す斜視図である。 図３の押しボタンをパネルに組み付けた後の状態を示す斜視図である。 図３の押しボタンをパネルに組み付けた後の状態を示す裏面図である。 実施の形態１に係るボタン構造を基板のスイッチ実装面側から見た平面図である。 実施の形態１に係るボタン構造を図６のＡ−Ａ線で切った断面図である。 図６の矢印Ｂ方向からみた矢視図である。 図６の矢印Ｃ方向からみた矢視図である。 図６の矢印Ｄ方向からみた矢視図である。 実施の形態１に係るボタン構造の押しボタンを意匠面の様々な位置から押下した状態を示す側面図である。 この発明の実施の形態２に係るボタン構造を基板のスイッチ実装面側から見た平面図である。 図１２の矢印Ｃ方向から見た矢視図である。 リング状のばね部を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係るボタン構造を適用した車載用の電子機器のパネル面を示す正面図である。実施の形態１に係るボタン構造は、例えば、図１に示すようなオーディオ機器などの車載用電子機器１への操作を受け付けるパネル２の押しボタンに適用される。図１に示す押しボタンの意匠面３ａを押下すると、押しボタンが、車載用電子機器１の内部に配置されたスイッチを押圧する。

図２は、実施の形態１に係るボタン構造の押しボタンを示す斜視図である。図２に示すように、実施の形態１に係る押しボタン３は、パネル２から外部に露出する意匠面３ａ、押しボタン３の外周部に設けた摺動凸部４、外周部に形成する基部５およびこの基部５と一体に形成されたアーチ形状のばね部６を備える。ばね部６は、パネル２に押しボタン３を組み付けると、押しボタン３の押下方向に配置された基板１０にアーチ形状の両端部が当接する。なお、この実施の形態１に係るボタン構造は、押下された押しボタン３を元の位置に復帰させる復帰力を、スイッチの反力に加え、ばね部６が与えるスイッチの反力と略等しい反力から得る。

また、図３は、実施の形態１に係る押しボタンのパネルへの組み付けを示す斜視図である。図４は、図３の押しボタンをパネルに組み付けた後の状態を示す斜視図である。図５は、図３の押しボタンをパネルに組み付けた後の状態を示す裏面図である。図４および図５では、基板１０を破線で記載してパネル２に組み付けた後の押しボタン３を視認できるようにしている。図３に示すように、押しボタン３のアーチ形状のばね部６は、基板１０上に配置されたスイッチを押圧するスイッチ押しボス部７と対向する位置に設けられる。

また、摺動凸部４は、パネル２から露出する意匠面３ａを押下したとき、押しボタン３が移動する方向に沿って延設した凸所である。レール部９は、パネル２の開口部８の周縁に設けられ、押しボタン３の上記移動方向に沿って形成された溝部である。
なお、図３〜５では、摺動凸部４が押しボタン３の外形の四隅付近にそれぞれ形成し、レール部９がパネル２の開口部８の周縁における対応した位置にそれぞれ形成した場合を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、押しボタン３を押下方向および復帰方向（逆押下方向）に移動可能にパネル２に支持する構成であれば、摺動凸部４およびレール部９の数や支持機構の構成は問わない。

図３および図４に示すように、摺動凸部４をパネル２のレール部９に嵌め込むことで、押しボタン３は、開口部８から意匠面３ａが露出した状態でパネル２に組み付けられる。摺動凸部４がレール部９を摺動することにより、押しボタン３が押下方向および復帰方向に移動する。また、押しボタン３をパネル２に組み付けた後に、図３〜５に示すように、押しボタン３の裏側から基板１０が組み付けられる。基板１０は、例えば、位置決めピン１２でパネル２との位置決めがなされ、ねじ穴ボス部１１，１３でねじ止め固定される。

図６は、実施の形態１に係るボタン構造を基板のスイッチ実装面側から見た平面図である。また、図７は、実施の形態１に係るボタン構造を図６のＡ−Ａ線で切った断面図である。図８は、図６の矢印Ｂ方向からみた矢視図である。図９は、図６の矢印Ｃ方向からみた矢視図である。さらに、図１０は、図６の矢印Ｄ方向からみた矢視図である。
押しボタン３は、図６〜８および図１０に示すように、ボタン外形の一方の端部にスイッチ押しボス部７を有し、図７、図９および図１０に示すように、スイッチ押しボス部７と対向する端部に基部５を有し、基部５にばね部６が一体に形成される。

また、図６〜９に示すように、押しボタン３の裏面側から基板１０を取り付けることにより、押しボタン３のスイッチ押しボス部７が基板１０のスイッチ１４と対向する位置に配置され、アーチ状のばね部６の両端部が基板１０に当接した状態となる。
さらに、図９に示すように、基部５は、幅広に形成されて、押しボタン３が押下されたときに自身が撓まないように剛性を保っている。一方、ばね部６は、繰り返しの弾性変形を可能とするため、基部５よりも薄く形成する。このように構成することで、ばね部９の撓みによる反力のみを、基部５を介して押しボタン３に伝達することができる。

なお、ばね部６は、その撓みによる反力がスイッチ１４の反力と略等しくなるように、ばね部材の厚さや幅が調整されている。従って、押下操作により基部５が撓むことなく、ばね部６の反力のみが伝達された場合、押しボタン３は、その外形の対向する位置にあるスイッチ１４とばね部６から略等しい反力をそれぞれ受けることになる。
例えば、押しボタン３において、図６および図８に示すスイッチ押しボス部７を設けた外周面に形成された摺動凸部４には、スイッチ１４からの復帰方向の反力が加わり、図６および図９に示すばね部６を設けた外周面に形成された摺動凸部４には、ばね部６からの復帰方向の反力が加わる。これにより、押しボタン３が、復帰方向へ移動する途中で傾くことを抑制できる。

また、本発明では、図７に示すように、押しボタン３の外形の一方の端部側にスイッチ１４が配置されるので、意匠面３ａ中央部の直下にスイッチ１４を配置する必要がない。このため、意匠面３ａの下部に部品配置スペースが確保され、例えばボタン照明用の光源等を配置可能であり、構造上の自由度が向上する。
パネル２に組み付けられた押しボタン３は、図７に示すように、スイッチ押しボス部７がスイッチ１４を押圧しない程度に当接しているか、もしくは、若干の隙間を設けて配置され、ばね部６が基板１０に当接している。
押下操作されると、スイッチ押しボス部７がスイッチ１４に当接し、押しボタン３は、その外形の対向する位置にあるばね部６とスイッチ１４の双方から支持された状態で押下方向に移動していく。これにより、押しボタン３が押下方向へ移動中に傾くことを抑制できる。

図１１は、実施の形態１に係るボタン構造の押しボタンを意匠面の様々な位置から押下した状態を示す側面図である。図１１に示すように、押しボタン３を意匠面３ａの中央から矢印ａ方向に押下すると、押しボタン３が押下方向に移動して、スイッチ押しボス部７がスイッチ１４を押圧する。この押圧に応じて、スイッチ押しボス部７は、スイッチ１４から復帰方向（逆押下方向）の反力を受ける。
一方、矢印ａ方向への押下操作の押下力は、基部５から二股に延びたばね部６の左右端にそれぞれ分散しばね部６を撓ませる。ばね部６の撓みによる復帰方向（逆押下方向）への反力は、基部５を介して押しボタン３に伝達される。
これにより、押しボタン３は、その外形で対向した位置からスイッチ１４の反力とばね部６の反力とをそれぞれ受けて、傾くことなく元の位置に復帰する。

なお、アーチ形状のばね部６は、押下操作の押下力で撓んだとき、ばね部６の端部６ａが基板１０上を摺動する。このため、塗装剥がれが起こらないように、端部６ａは、塗装の対象外とする。
また、図１１に示すように、ばね部６は、端部６ａを反らした曲面部で基板１０に当接させる。このようにすることで、端部６ａと基板１０の当接面積を小さくなり、端部６ａが基板１０上を摺動する際に発生する異音を低減することができる。

また、押しボタン３を意匠面３ａの端部から矢印ｂ方向に押下した場合、図１１の左側の摺動凸部４が、右側の摺動凸部４よりも押し込まれる。この場合、従来のボタン構造では、押しボタンが傾いて不具合の要因となる。一方、本発明は、矢印ｂ方向への押下操作の押下力によって図１１に示す左側のばね部６が撓み、この撓みによる復帰方向への反力が、基部５を介して押しボタン３に伝達される。このように、押しボタン３を意匠面３ａの端部に偏って矢印ｂ方向に押下した場合であっても、押しボタン３が、その外形の対向した位置からスイッチ１４の反力とばね部６の反力をそれぞれ受けて、傾くことなく元の位置に復帰する。

さらに、押しボタン３が意匠面３ａの端部から矢印ｃ方向に押下された場合、図１１の右側の摺動凸部４が、左側の摺動凸部４よりも押し込まれる。このとき、矢印ｃ方向への押下操作の押下力によって図１１に示す右側のばね部６が撓み、この撓みによる復帰方向への反力が基部５を介して押しボタン３に伝達される。従って、矢印ａ方向および矢印ｂ方向にそれぞれ押下された場合と同様に、押しボタン３は、その外形の対向する位置からスイッチ１４の反力とばね部６の反力をそれぞれ受けて元の位置に復帰する。

また、ばね部６をアーチ形状とすることにより、押下操作の押下力が、基部５を介して二股に分散され、押下操作で生じた応力が集中することがない。このため、押下される度に撓むばね部６を設けても耐久性を確保できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、押しボタン３が、当該押しボタン３の外形の一方の端部に設けられ、押下操作に伴う押しボタンの押下方向への移動でスイッチ１４を押圧し、これに応じてスイッチ１４から逆押下方向の反力を受けるスイッチ押しボス部７と、押しボタン３の外形におけるスイッチ押しボス部７と対向する位置に設けられ、押下操作の押下力によって撓んで逆押下方向への反力を発生するばね部６とを備える。
このように構成することで、簡易な構造で押下時および復帰時の押しボタン３の動作不良を防ぐことができる。
すなわち、押しボタン３が、その外形の対向する位置から互いに略等しいスイッチ１４の反力とばね部６の反力とを受けるため、押下方向に移動中に傾くことなく、元の位置に復帰できる。これにより、押しボタン３が傾くことに起因する動作不良を防止することができる。
また、押しボタン３の移動距離を長くしなくても傾きの影響を低減できるので、薄型化を図ることができる。さらに、スイッチの反力を強化する必要がなく、部品点数の増加や構造の複雑化を防止ができる。

また、この実施の形態１によれば、ばね部６が、押しボタン３の押下方向に配置した基板１０に両端部６ａ，６ａが当接するアーチ形状のばね部であるので、押下操作で生じた応力が集中することがなく、押下される度に撓んでも耐久性を確保できる。

さらに、この実施の形態１によれば、アーチ形状のばね部６が、両端部６ａ，６ａを反らした曲面部で基板１０に当接するので、端部６ａが基板１０上を摺動する際に発生する異音を低減することができる。

実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２に係るボタン構造を基板のスイッチ実装面側から見た平面図である。図１３は、図１２の矢印Ｃ方向から見た矢視図である。図１４は、リング状のばね部を示す図である。図１２に示すように、実施の形態２に係る押しボタン３Ａの外形の一方の端部には、スイッチ押しボス部７が形成され、スイッチ押しボス部７と対向する他方の端部には基部５Ａが形成される。また、基部５Ａには、図１３に示すようにリング形状のばね部６Ａが一体に形成される。ばね部６Ａは、リング形状の曲面の一部（最下部）で基板１０に当接し、押しボタン３Ａの押下操作の押下力でリング形状を拉げるようにして撓む。

また、図１４に示すように、ばね部６Ａの下部には、ボタン位置決めピン６ｂが形成されている。押しボタン３Ａの裏側から基板１０を組み付ける際、ボタン位置決めピン６ｂを基板１０に設けた孔部に嵌合することで、ばね部６Ａが基板１０上で位置決めされる。ばね部６Ａは、押しボタン３Ａが押下操作されると、ボタン位置決めピン６ｂで位置決めした位置から動くことなく、リング形状を拉げるようにして撓んで復帰方向（逆押下方向）への反力を与える。これにより、実施の形態１のように、ばね部６の端部が基板１０上を摺動することによる異音は発生しない。

なお、図１４の例では、ばね部６Ａのリング形状の下部にボタン位置決めピン６ｂを設け、基板１０に設けた孔部に嵌合させて位置固定する場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ばね部６Ａのリング形状の下部に位置決め孔部を設け、基板１０上に設けた凸部に嵌合させて位置固定してもよい。

ばね部６Ａは、上記実施の形態１のばね部と同様に、押しボタン３Ａが押下されると、スイッチ１４と同等の反力を与える。すなわち、ばね部６Ａは、押下操作の押下力によりリング形状を拉げるように撓み、この撓みによる復帰方向への反力が、基部５Ａを介して押しボタン３Ａに伝達される。これにより、押しボタン３Ａは、押下操作されると、その外形の対向した位置からスイッチ１４の反力とばね部６Ａの反力とをそれぞれ受けて元の位置に復帰する。

また、リング形状のばね部６Ａでは、押下操作の押下力が基部５Ａを介してリング形状に分散されるため、押下操作で生じた応力が集中することがない。このため、押下される度に撓むばね部６Ａを設けても耐久性を確保できる。

以上のように、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１の構成のうち、ばね部６の代わりに、押しボタン３Ａの押下方向に配置した基板１０に下部が当接するリング形状のばね部６Ａを設けたので、上記実施の形態１と同様な効果が得られる。

また、この実施の形態２によれば、リング形状のばね部６Ａが、その下部にボタン位置決めピン６ｂを有し、ボタン位置決めピン６ｂが基板１０に設けた孔部と係合して当該基板１０上に位置固定される。このように構成することで、押下操作されても、ばね部６Ａが同一位置で撓むだけであるので、ばね部６Ａが基板１０上を摺動せず、これに起因した異音が発生しない。

さらに、上記実施の形態１および上記実施の形態２に係るボタン構造を用いることで、上記実施の形態１および上記実施の形態２で示した効果を奏する電子機器を得ることができる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 電子機器、２ パネル、３，３Ａ 押しボタン、３ａ 意匠面、４ 摺動凸部、５，５Ａ 基部、６，６Ａ ばね部、６ａ 端部、６ｂ ボタン位置決めピン、７ スイッチ押しボス部、８ 開口部、９ レール部、１０ 基板、１１，１３ ねじ穴ボス部、１２ 位置決めピン、１４ スイッチ。

Claims (2)

1. 開口部を有するパネルと、前記パネルの開口部に押下方向および逆押下方向に移動可能に組み付けられる押しボタンと、前記押しボタンに押圧されるスイッチとを備えたボタン構造であって、
   前記押しボタンは、
   当該押しボタンの外形の一方の端部に設けられ、押下操作に伴う前記押しボタンの押下方向への移動で前記スイッチを押圧し、これに応じて前記スイッチから逆押下方向の反力を受けるボス部と、
   前記押しボタンの外形における前記ボス部と対向する位置に設けられ、前記押下操作の押下力によって撓んで逆押下方向への反力を発生するばね部とを備え、
   前記ばね部は、前記押しボタンの押下方向に配置した基板に両端部を反らした曲面部で当接するアーチ形状のばね部である
   ことを特徴とするボタン構造。
2. 請求項１記載のボタン構造を用いた電子機器。

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