JP5626262B2 - スイッチ構造 - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器に設けられ、この電子機器への操作が入力される入力面を有するスイッチ構造に関する。
従来から、例えば特許文献1に開示の車両用操作入力装置のように、画像を表示する表示画面とこの表示画面を囲む枠状の意匠パネルとを備えた電子機器が知られている。こうした表示画面を備える電子機器では、当該機器への操作が入力されるスイッチ操作面は、意匠パネルにおいて表示画面の外縁に沿う領域に配置されている。そして、スイッチ操作面への入力は、意匠パネルにおいてスイッチ操作面とは反対側となる背面に取り付けられた透明電極等のタッチセンサによって検出される。
特開2011−251647号公報
さて、近年の電子機器において、特許文献1のスイッチ操作面に相当する入力面につき、立体的な形状に形成する又はメッキ部を形成する等、加飾を施してデザイン性を高めることへの要望が、高まってきている。しかし、特許文献1に開示のように、意匠パネルは、表示画面を囲む部材であることから大型化し易く、且つ剛性を確保するためのリブ等に起因して複雑な形状となり易い。このような意匠パネルに入力面を形成する場合、加飾を施す加工が困難となるため、当該入力面の意匠は、制約を受けることとなる。そのため、入力面のデザイン性を向上させることが、困難であった。さらに、大型で形状の複雑な意匠パネルの背面に、タッチセンサ等の検出器を取り付ける作業の作業性を良好なものにすることも、困難であった。
本願発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、入力面のデザイン性と検出器の取り付け作業性とを共に向上させることが可能なスイッチ構造を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、画像を表示する表示画面(80)と当該表示画面を囲む枠状の枠体(40)とを備えた電子機器(100)に設けられ、電子機器への操作が入力される入力面(60)を有するスイッチ構造(10)であって、枠体とは別体にて形成され、表示画面の外縁に沿って位置する入力面を形成する入力パネル(20)と、入力パネルにおいて入力面とは反対側となる背面(21)に取り付けられ、入力面への入力を検出する検出器(30)と、枠体によって形成され、入力パネルを保持する保持部(42)と、を備えるスイッチ構造とする。
この発明によれば、スイッチ構造の有する入力面は、枠体の保持部に保持される入力パネルに形成されている。この入力パネルは、表示画面を囲む枠体とは別体にて形成される構成であるため、枠状である枠体よりも小型且つ簡素な形状となり得る。故に、操作の入力される入力面に加飾を施す加工が容易となるので、入力面における意匠の自由度が高まり、ひいては入力面のデザイン性が、向上する。
加えて、入力面への入力を検出する検出器は、枠体よりも小型且つ簡素な形状の入力パネルに取り付けられる。故に、入力パネルの背面に検出器を取り付ける作業は、当該検出器を枠体に取り付ける作業よりも、容易となり得る。よって、入力パネルに検出器を取り付ける作業性も、向上する。
以上のように、枠体とは別体の入力バネルに入力面を設ける構成によれば、入力面のデザイン性と検出器の取り付け作業性とを共に向上させることが可能となる。
本発明の一実施形態によるスイッチ構造が設けられたナビゲーション装置の外観を示す斜視図である。 ナビゲーション装置の正面図である。 本発明の一実施形態によるスイッチ構造の備えるオーナメント及び静電シートスイッチの構成を説明するための図である。 静電シートスイッチの構成を説明するための平面図である。 静電シート取付工程を説明するための図である。 オーナメント取付工程を説明するための図である。 コネクタ接続工程を説明するための図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態によるスイッチ構造10は、図1,2に示すナビゲーション装置100に設けられている。ナビゲーション装置100は、タッチパネル82と一体的に構成された表示画面80と入力面60とを備えている。ナビゲーション装置100は、タッチパネル82及び入力面60に入力される操作によって決定された目的地までの経路を、表示画面80に表示する地図画像等によって案内する。ナビゲーション装置100は、表示画面80及び入力面60を運転席に向けて露出させた状態で、車両のセンターコンソール等に収容されている。尚、以下の説明では便宜的に、表示画面80の向く方向を表示方向SDとし、当該表示方向と反対の方向を背面方向BDとする。加えて、表示画面80の長手方向を水平方向HDとし、表示画面80に沿って水平方向と直交する方向を鉛直方向VDとする。
図2,7に示すように、ナビゲーション装置100は、液晶表示器81、エスカッション40、及び回路基板50と、上述のスイッチ構造10等とによって構成されている。液晶表示器81は、図2に示す表示画面80を形成する液晶ディスプレイ83と、タッチパネル82とを備えている。
液晶ディスプレイ83は、表示画面80に配列された複数の画素を制御することにより、カラー表示を実現するドットマトリクス方式のものである。液晶ディスプレイ83は、ナビゲーション装置100の備える描画回路等によって描画された経路案内に係わる地図画像等を、表示画面80に表示する。表示画面80は、鉛直方向VDよりも水平方向HDに長い横長形状である。
タッチパネル82は、表示画面80の表示方向SDに当該画面80に沿って配置されており、表示画面80から放出された光を透過するよう透光性の材料によって板状に形成されている。操作者である運転者等によって表示画面80に近接又は接触させられた指等の操作体の位置は、タッチパネル82によって検出される。
エスカッション40は、樹脂材料等によって形成されており、表示画面80を囲む四辺形の枠状を呈する部材である。エスカッション40には、液晶表示器81の外形形状に対応する開口41(図6参照)が形成されている。エスカッション40は、液晶表示器81に外嵌されることにより、当該液晶表示器81を開口41内に収容している。
図7に示す回路基板50は、液晶表示器81の背面方向BDに配置されている。回路基板50は、その板面方向を表示画面80に沿わせた姿勢にて、エスカッション40によって保持されている。回路基板50の両面のうち、表示方向SD(図1参照)に位置する対向面51には、ナビゲーション装置100(図1参照)の描画回路及び制御回路等を形成する複数のマイコン及び電子部品等が実装されている。一方、回路基板50の両面のうち、背面方向に位置する裏面52には、後述する静電シートスイッチ30と接続されるコネクタ54が実装されている。
図2,3,6に示すスイッチ構造10は、運転者等によってナビゲーション装置100への操作が入力される上述の入力面60を有し、オーナメント20、静電シートスイッチ30、及びエスカッション40に形成された保持部42等によって構成されている。
図2,3に示すオーナメント20は、樹脂材料等により、エスカッション40とは別体にて形成されている。オーナメント20は、表示画面80の鉛直方向VDにおける両外縁のうちで運転席に近接する一方に沿って位置するよう、エスカッション40に組み付けられている。オーナメント20は、オーナメント本体部20a、複数の係止爪23,24、及び複数のリブ25〜28を有している。
図2に示すオーナメント本体部20aは、矩形の板状に形成されている。オーナメント本体部20aの両面のうち、表示方向SDに位置する一方には、入力面60が表示画面80の外縁に沿う長手形状に形成されている。入力面60には、複数のスイッチ面部61〜64、及び加飾メッキ部66等が設けられている。複数のスイッチ面部61〜64は、表示画面80の鉛直方向VDに沿って並べられている。各スイッチ面部61〜64は、光を透過することによって意匠を発光表示する。便宜的に、鉛直方向VDにおいて上方に位置するスイッチ面部から順に61〜64とする。各スイッチ面部61〜64は、タッチパネル82と実質的に同一平面上に位置するよう形成されている。加飾メッキ部66は、入力面60の一部にメッキ等によって金属の薄膜を形成してなる。加飾メッキ部66は、円形に形成されたスイッチ面部63の周囲を囲む円環状を呈している。
図3に示すように、オーナメント本体部20aにおいて入力面60とは反対側となる背面21には、静電シートスイッチ30が取り付けられる取付領域22aと、当該領域22aを囲み且つ当該領域22aに臨む囲繞領域22bとが設けられている。取付領域22aは、それぞれ各スイッチ面部61〜64(図2参照)の背面方向BDに位置している。取付領域22aに静電シートスイッチ30が取り付けられることにより、囲繞領域22bは、当該スイッチ30の外縁に臨み且つ当該外縁に沿うこととなる。
各係止爪23,24は、囲繞領域22bのうち、オーナメント本体部20aの長手方向における両端部分から、背面方向BDの保持部42(図6参照)に向けて実質的に垂直に立設されている。各係止爪23,24の立設方向における各先端から取付領域22aの外周側には、立設方向と交差する方向に沿って凸部23a,24aが突出している。また、各係止爪23,24において囲繞領域22bの内周側を向く各壁面は、水平方向HDに延びることにより、静電シートスイッチ30の外縁に沿った形態とされている。
各リブ25〜28は、囲繞領域22bから背面方向BDに向けて実質的に垂直に立設されている。各リブ25〜28は、鉛直方向VDに延設されることにより、静電シートスイッチ30の外縁に沿った形態とされている。各リブ25,26は、オーナメント本体部20aの鉛直方向VDにおける中央よりも係止爪23に近接して位置している。各リブ25,26は、鉛直方向VDにおいて互いに僅かにずらされている。一方、各リブ27,28は、オーナメント本体部20aにおける鉛直方向VDの中央よりも係止爪24に近接して位置している。各リブ27,28は、水平方向HDにおいて互いに対向している。
図3,4に示す静電シートスイッチ30は、可撓性を有するシート状のフレキシブル基板によって形成され、オーナメント20と回路基板50(図7参照)との間に位置している。静電シートスイッチ30は、シート本体部31、延出部35、及び接点部38を有している。シート本体部31は、入力面60の形状に対応した長手形状に形成され、オーナメント本体部20aの背面21に設けられた取付領域22aに取り付けられている。シート本体部31には、複数の検出エリア32a〜32dが形成されている。各検出エリア32a〜32dは、所謂静電容量方式のスイッチであって、指等の操作体との間に蓄えられる静電容量の変化から、当該操作体の近接及び接触を検出する。図5に示すように、シート本体部31がオーナメント本体部20aに取り付けられることにより、各検出エリア32a〜32dは、各スイッチ面部61〜64(図2参照)の背面方向BDに配置される。これにより、各検出エリア32a〜32dは、対応するスイッチ面部61〜64への操作の入力を検出する。
図4に示す延出部35は、シート本体部31の長手方向に沿った両辺のうち表示画面80(図1参照)から離間する一方から、長手方向に交差する水平方向HDに沿って延伸している。延出部35は、シート本体部31の長手方向の中央部分に設けられている。シート本体部31から延伸する延出部35は、図7に示すように回路基板50を挟んでシート本体部31とは反対側となる当該基板50の背面方向BDに、その延伸方向の先端36を回り込ませている。
図4,7に示す接点部38は、延出部35の先端36に形成され、各配線33a〜33dの一端を外部に露出させている。各配線33a〜33dは、各検出エリア32a〜32dとそれぞれ接続されており、各検出エリア32a〜32dから接点部38に向けてそれぞれ延伸している。接点部38は、回路基板50の裏面52に実装されたコネクタ54に接続されている。
図6に示す保持部42は、エスカッション40の四つの辺部のうち、鉛直方向VDに沿い且つ運転席に近接する一つの辺部に形成されている。保持部42には、複数の係止孔43,44、複数の嵌合孔45〜48、及びスリット49が形成されている。
各係止孔43,44は、各係止爪23,24の配置に対応するよう、保持部42の長手方向における両端部分に形成されている。各係止孔43,44には、各係止爪23,24に形成された各凸部23a,24aと係合する各凹部が形成されている。これにより、各係止孔43,44は、当該各係止孔43,44に挿入された各係止爪23,24を、それぞれ係止することができる。以上の各係止孔43,44及び各係止爪23,24の協働により、保持部42は、オーナメント20を保持している。
各嵌合孔45〜48は、各リブ25〜28(リブ25,27は図3を参照)の配置に対応するように保持部42に形成された貫通孔である。各嵌合孔45〜48は、鉛直方向VDに沿って延びる長穴形状を呈している。各嵌合孔45〜48には、各リブ25〜28が挿入される。こうして各嵌合孔45〜48に各リブ25〜28が外嵌されることにより、エスカッション40に対するオーナメント20の相対位置が、規定される。
スリット49は、保持部42の長手方向に沿う両辺縁部のうち、開口41から離間する一方に形成された貫通孔である。スリット49は、鉛直方向VDにおける保持部42の中央部分であって、エスカッション40に保持された回路基板50(図7参照)の外周側に位置している。鉛直方向VDにおけるスリット49の内法は、延出部35の幅よりも大きくされている。加えて、水平方向HDにおけるスリット49の幅は、延出部35の厚さよりも大きくされている。図7に示すように、表示方向SDから背面方向BDにスリット49を通過した延出部35は、回路基板50の外周側から当該基板50の裏面52側に、その先端36を回り込ませることができる。
ここまで説明した構成によるスイッチ構造10を組み立てる工程を、以下説明する。
図5に示す静電シート取付工程では、オーナメント20の背面21に、背面方向BDから静電シートスイッチ30が取り付けられる。静電シートスイッチ30は、両面テープ等によってオーナメント20の背面21の取付領域22a(図3参照)に保持される。ここで、図3に示すように、取付領域22aに沿い且つ当該領域22aに臨む囲繞領域22bには、複数の係止爪23,24及び複数のリブ25〜28が立設されている。故に、作業者は、各係止爪23,24及び各リブ25〜28のいずれかに沿って、静電シートスイッチ30を取付領域22aに近接させることができる。こうして正しい取付領域22aに静電シートスイッチ30を導くガイド作用が要素23〜28によって発揮されることにより、作業者は、取付領域22aの正確な位置に静電シートスイッチ30を取り付け得る。
以上の静電シート取付工程に続くオーナメント取付工程では、図6に示すように、表示方向SDから保持部42にオーナメント20が取り付けられる。オーナメント20に取り付けられた静電シートスイッチ30の延出部35は、図7に示す先端36からスリット49に挿入される。スリット49を通過した先端36は、回路基板50の裏面52側に延出する。また図6に示すように、各係止爪23,24は、各係止孔43,44に挿入され、各リブ25〜28は、各嵌合孔45〜48に挿入される。以上によって、各リブ25〜28(リブ25,27は図3を参照)に各嵌合孔45〜48が外嵌されることにより、オーナメント20は、エスカッション40に対する相対位置を規定される。加えて、各係止孔43,44に各係止爪23,24に係止されることにより、オーナメント20は、保持部42に保持される。
以上のオーナメント取付工程に続くコネクタ接続工程では、図7に示すように、回路基板50の背面方向BDにおいて、接点部38がコネクタ54に接続される。延出部35の先端36は、回路基板50の板面方向且つ水平方向HDに沿って、スリット49側から液晶表示器81側に向けて、コネクタ54に挿入される。以上により、各検出エリア32a〜32d(図4参照)は、回路基板50に形成されたナビゲーション装置100(図1参照)の制御回路に電気的に接続される。
ここまで説明した本実施形態において、入力面60が形成されるオーナメント20は、エスカッション40とは別体であることにより、当該エスカッション40よりも小型且つ簡素な形状となり得る。このように、オーナメント20に入力面60を設けることで、入力面60に加飾メッキ部66等の加飾を施す加工は、容易となる。よって、入力面60の意匠の自由度が高まり、ひいては入力面60のデザイン性が、向上する。
加えて、エスカッション40とは別体のオーナメント20に入力面60が形成されるので、静電シートスイッチ30は、オーナメント20に取り付けられることとなる。オーナメント20がエスカッション40よりも小型且つ簡素な形状であるため、静電シートスイッチ30をオーナメント20に取り付ける作業は、当該スイッチ30をエスカッション40に取り付ける作業よりも、容易となり得る。よって、静電シート取付工程における作業性も、向上する。
以上のように、エスカッション40とは別体のオーナメント20に入力面60を設ける構成によれば、入力面60のデザイン性と静電シートスイッチ30の取り付け作業性とを共に向上させることが可能となる。
加えて本実施形態によれば、シート本体部31から延出部35を延伸させることにより、延出部35の先端36は、回路基板50の裏面52側に位置し得る。故に、作業者によって視認容易な回路基板50の裏面52側にて、接点部38とコネクタ54との接続作業を実施することが可能となる。よって、これら接点部38とコネクタ54との接続作業の作業性は、高く確保される。
さらに、回路基板50の裏面52に実装される電子部品は、当該基板50の対向面51に実装される電子部品よりも少ない傾向にある。故に、コネクタ54の裏面52への実装を実現することにより、基板の実装面積を有効に活用することが可能となる。加えて、回路基板50の外周側から先端36を回り込ませる構成により、当該先端36を通過させる貫通孔が、回路基板50において不要となる。故に、基板の実装面積は、いっそう確実に確保可能となる。
また本実施形態における静電シートスイッチ30の延出部35は、各検出エリア32a〜32dの並ぶ鉛直方向VDとは交差する方向に、延伸している。こうした形態では、各検出エリア32a〜32dから接点部38へと繋けられる各配線33a〜33dのレイアウトが、容易となる。故に、例えば一つの検出エリアから接点部38へと繋がる配線が、他の検出エリアの面積を狭めてしまう事態は、生じ難くなる。こうして、各検出エリア32a〜32dの面積が確保され易くなることによれば、これら検出エリア32a〜32dによって入力を検出される各スイッチ面部61〜64の形状の制約も、低減され得る。これにより、スイッチ面部61〜64の形状の自由度が確保されるので、入力面60のデザイン性は、いっそう向上可能となる。
さらに本実施形態によれば、静電シート取付工程において、各係止爪23,24及び各リブ25〜28が正しい取り付け位置に静電シートスイッチ30を導くガイド作用を発揮する。以上のように、オーナメント20の保持に係わる機能を発揮する係止爪23,24及びリブ25〜28がさらにガイド作用を発揮することにより、スイッチ構造10の複雑化を抑制したうえで、静電シート取付工程における作業性のさらなる向上が、実現される。
尚、本実施形態において、オーナメント20が特許請求の範囲に記載の「入力パネル」に相当し、係止爪23,24が特許請求の範囲に記載の「係止爪部」に相当し、リブ25〜28が特許請求の範囲に記載の「延設壁部」に相当し、静電シートスイッチ30が特許請求の範囲に記載の「検出器」に相当し、シート本体部31が特許請求の範囲に記載の「検出本体部」に相当し、エスカッション40が特許請求の範囲に記載の「枠体」に相当し、コネクタ54が特許請求の範囲に記載の「基板コネクタ」に相当し、ナビゲーション装置100が特許請求の範囲に記載の「電子機器」に相当する。
(他の実施形態)
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
上記実施形態において、スイッチ構造10は、水平方向HDにおいて表示画面80と隣接する部分に設けられていた。しかし、スイッチ構造10が設けられる位置は、適宜変更されてよく、例えば表示画面の鉛直方向下側等であってもよい。さらに、複数のスイッチ構造が、電子機器に設けられる形態であってもよい。
上記実施形態における入力面60には、複数のスイッチ面部61〜64が配列されていた。しかし、指等の操作体でなぞる操作が入力される操作面であって、ポインティングデバイスの機能を備えた操作面が、上述の複数のスイッチ面部に替えて又は複数のスイッチ面部と共に、入力面に設けられていてもよい。さらに、入力面60は、上記実施形態のように平坦な形状でなくてもよく、立体的に形成されていてもよい。
上記実施形態において、静電シートスイッチ30の接点部38は、回路基板50の裏面52に実装されたコネクタ54に接続されていた。このように裏面側のコネクタに接点部を接続する形態であれば、延出部は、回路基板の外周側ではなく、当該基板に設けた貫通孔を通過してもよい。また、接点部と接続される基板側のコネクタは、回路基板の対向面に実装されていてもよい。
上記実施形態における静電シートスイッチ30の延出部35は、シート本体部31の長手方向に交差する水平方向HDに延伸していたが、延出部35の形態は、適宜変更されてよい。例えば、配線が検出エリアの形成を妨げないのであれば、延出部は、シート本体部の長手方向における一方の端部から延伸していてもよい。さらに、延出部は、シート本体部の複数の箇所から延伸していてもよい。
上記実施形態における各係止爪23,24及び各リブ25〜28は、静電シート取付工程において、ガイド作用を発揮可能な形状及び配置とされていた。しかし、係止爪及びリブ等の構成は、ガイド作用を発揮可能でなくてもよい。さらに、各リブは、省略されていてもよい。さらに、オーナメントを保持部に保持及び固定させる構成として、上述の係止爪及び係止孔に替えて、スクリュー等によって締結する構成が用いられてもよい。
上記実施形態では、車両に搭載されて、目的地までの経路を案内するナビゲーション装置100のスイッチ構造10に、本発明を適用した例を示したが、本発明の適用範囲は、上記のナビゲーション装置のスイッチ構造に限定されない。例えば携帯型のナビゲーション装置や車両用のオーディオユニット等、表示画面と当該表示画面を囲む枠体とを備えた種々の電子機器に設けられたスイッチ構造に、本発明は適用可能である。
BD 背面方向、HD 水平方向、SD 表示方向、VD 鉛直方向、10 スイッチ構造、20 オーナメント(入力パネル)、21 背面、22a 取付領域、22b 囲繞領域、23,24 係止爪(係止爪部)、25〜28 リブ(延設壁部)、30 静電シートスイッチ(検出器)、31 シート本体部(検出本体部)、35 延出部、36 先端、38 接点部、40 エスカッション(枠体)、42 保持部、43,44 係止孔、45〜48 嵌合孔、50 回路基板、51 対向面、52 裏面、54 コネクタ(基板コネクタ)、60 入力面、80 表示画面、100 ナビゲーション装置(電子機器)

Claims (6)

  1. 画像を表示する表示画面(80)と当該表示画面を囲む枠状の枠体(40)とを備えた電子機器(100)に設けられ、前記電子機器への操作が入力される入力面(60)を有するスイッチ構造(10)であって、
    前記枠体とは別体にて形成され、前記表示画面の外縁に沿って位置する前記入力面を形成する入力パネル(20)と、
    前記入力パネルにおいて前記入力面とは反対側となる背面(21)に取り付けられ、前記入力面への入力を検出する検出器(30)と、
    前記枠体によって形成され、前記入力パネルを保持する保持部(42)と、
    を備えることを特徴とするスイッチ構造。
  2. 前記検出器を挟んで前記入力パネルの反対側に位置する回路基板(50)を備えた前記電子機器に設けられるスイッチ構造であって、
    前記検出器は、
    前記背面に取り付けられる検出本体部(31)と、
    前記検出本体部から延伸することにより、前記回路基板を挟んで前記検出本体部とは反対側に延伸方向の先端(36)を回り込ませる延出部(35)と、
    前記延出部の前記先端に形成され、前記回路基板において前記検出本体部と対向する対向面(51)とは反対側となる裏面(52)に実装された基板コネクタ(54)に接続される接点部(38)と、を有することを特徴とする請求項1に記載のスイッチ構造。
  3. 前記入力面は、前記表示画面の外縁に沿う長手形状に形成され、
    前記検出本体部は、前記入力面の形状に対応する長手形状であり、
    前記延出部は、前記検出本体部の長手方向と交差する方向に延伸することを特徴とする請求項2に記載のスイッチ構造。
  4. 前記延出部は、前記回路基板の裏面側に、当該回路基板の外周側から前記先端を回り込ませることを特徴とする請求項2又は3に記載のスイッチ構造。
  5. 前記入力パネルは、前記検出器の外縁に臨む領域(22b)から前記保持部に向けて立設される係止爪部(23,24)を有し、
    前記保持部は、前記係止爪部を係止することにより、前記入力パネルを保持する係止孔(43,44)を形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のスイッチ構造。
  6. 前記入力パネルは、前記背面にて前記検出器の外縁に沿って延設される延設壁部(25〜28)を有し、
    前記保持部は、前記延設壁部に嵌合することにより、前記枠体に対する前記入力パネルの相対位置を規定する嵌合孔(45〜48)を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のスイッチ構造。
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