JP6312206B2 - 入力装置 - Google Patents

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本発明は、カバーを変形させることなく確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置に関する。
携帯端末装置や各種機器用の入力装置は、屋外環境でも安心して使用できることが要望されている。そのため、携帯端末装置や入力装置において、操作部の周辺から装置内部に水などが入らないよう防水性の向上を図った構造が施されている(例えば、特許文献1)。
図8および図9は、特許文献1に記載された携帯端末装置100の構成を示す断面図である。図9において、携帯端末装置100のキーシート101周辺部の防水構造は、操作部の周囲に立設された断面略凸形状のリブ105を有する上カバー104と、操作部の操作入力を受けるプリント基板103とを備えている。さらに、上カバー104とプリント基板103との間に挟設され上カバー104に立設された断面略凸形状のリブ105と同じ中心でプリント基板103に当接するように立設した断面略凸形状のリブ102を有するキーシート101とから構成されている。キーシート101は、シリコンゴムなどの弾性体(弾性シート)で構成されている。また、リブ105の断面形状が半円であり、リブ105の先端を細くしてキーシート101に食い込ませる構造が開示されている。
弾性体で構成されたキーシート101にリブ105が食い込むことにより、上カバー104とキーシート101との隙間から浸入した水が装置内へは浸入できない。これにより、携帯端末装置100の電気部品が濡れないように保護される。
特開2000−151772号公報
しかしながら、従来の構造では、弾性シートの厚さやリブの高さがばらつくと弾性シートからの反発力が想定以上に強くなり、上カバー104が変形してしまうという不具合が発生していた。
このため、上カバー104の変形によって操作部を操作できなくなったり、操作感触が悪化したりする問題があった。一方、これを回避しようとして下ケースとの締め付け力を弱くすると、弾性シートの弾性変形による密着力が十分に確保できなくなって、結果として隙間から水が入ってしまうという課題があった。
本発明は、上述した課題を解決するもので、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーを変形させることなく確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置を提供することを目的とする。
本発明は、操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、を備えた防水構造をもつ入力装置において、前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部と、前記リブが当接する領域に設けられた前記薄肉部が途切れた部位とを有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形していることを特徴とする。
この構成によれば、弾性シートに薄肉部を設けたので、カバーのリブが弾性シートに食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがないため、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーの浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる。また、この構成によれば、過剰な反発力を発生しなければ、弾性シートの凹形状は全てつながっている必要は無く、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保ちながら確実に防水することができる。
本発明は、操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、を備えた防水構造をもつ入力装置において、前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形していることを特徴とする。また、本発明の入力装置において、前記リブが平面視で円環状であって、前記弾性シートは、前記円環状の前記リブに対応する前記薄肉部が円状に設けられ、円状の前記薄肉部の中央に孔が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、弾性シートに薄肉部を設けたので、カバーのリブが弾性シートに食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがないため、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーの浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる。この構成によれば、基板とカバーを締結するビスを挿通するために、弾性シートに孔を形成しても、孔の周囲で弾性シートに当接するリブが途切れのない円環状なので、確実に防水できる。
本発明によれば、弾性シートはリブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、薄肉部の裏面側に空間が形成されて弾性変形しているので、カバーのリブが弾性シートに食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがない。したがって、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバーの浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる防水構造をもつ入力装置を提供することができる。
本発明の実施形態の入力装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態の入力装置を示す平面図である。 図2のIII−III線で切断した断面図である。 図3のA部の拡大断面図である。 電気部品を示す断面図である。 上カバー部材を示す底面図である。 弾性シートを示す外形図であり、図7(a)は平面図であり、図7(b)は底面図である。 従来の携帯端末装置の構成を示す断面図である。 図8の部分拡大断面図である。
[第1実施形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
図1は、本発明の実施形態の入力装置1を示す斜視図である。図2は、本実施形態の入力装置1を示す平面図である。図3は、図2のIII−III線で切断した断面図である。図4は、図3のA部の拡大断面図である。図5は、電気部品50を示す断面図である。図6は、上カバー部材21を示す底面図である。図7は、弾性シート30を示す外形図であり、図7(a)は平面図であり、図7(b)は底面図である。
入力装置1は、図1および図2に示すように、操作部1aに配設された操作部材10と、操作部材10の周囲に立設されたカバー20とを備えている。なお、説明上、入力装置1の各種部材について、操作部1a側(Z1側)を表面、反対側(Z2側)を裏面とする。
操作部材10は合成樹脂で形成され、操作部材10を押圧操作する入力内容を表す記号が刻印されている。
カバー20は合成樹脂で形成され、図3に示すように、電気部品50が配設された基板40を収納している。カバー20は上カバー部材21と下カバー部材22とを備え、上カバー部材21と下カバー部材22とがビス25で締結されることによって一体化されている。また、このときに、基板40が上カバー部材21と下カバー部材22に挟設される。そして、図3および図4に示すように、基板40の上面を弾性シート30が覆って、防水構造を構成している。上カバー部材21には、操作部材10が上下に摺動可能な開口部が設けられており、この開口部から水が浸み込まないように延出された側壁が設けられている。
操作部1aに配設された操作部材10に対応して、電気部品50が配設されている。本実施形態の入力装置1では、電気部品50としてスイッチ装置を備えている。スイッチ装置を構成する電気部品50は、図5(a)に示すように、可動部51、固定接点53、および可動接点54を備えている。なお、電気部品50は、スイッチ装置に限定されず、例えば、スライド抵抗器や荷重センサであってもよい。
電気部品50は、操作部1aに配設された操作部材10が押圧されたときに、操作部材10の移動によって入力操作される。具体的には、押圧された操作部材10がZ2方向に移動することによって、図5(b)に示すように、電気部品50の可動部51がZ2方向に移動する。このとき、可動部51は可動接点54を弾性変形させて、固定接点53と可動接点54とを接触させる。これにより、固定接点53と可動接点54が導通する。
弾性シート30は水を浸透させない素材で形成されている。弾性シート30には、電気部品50の可動部51に対応して開口30aが設けられている。また、ビス25に対応する丸い孔30bが設けられている。この開口30aおよび孔30bの部分を除き、基板40は弾性シート30にほぼ覆われていて、水が操作部材10とカバー20との間に設けられた隙間から浸み込んだ場合であっても、基板40が水に濡れないように保護される。本実施形態の入力装置1では、弾性シート30にシリコンラバーを用いている。操作部材10とカバー20との間に浸み込んだ水は、弾性シート30に浸透することなく、カバー20の側面に設けられた穴から排出される。
上カバー部材21には、弾性シート30の表面を押し込むように当接しているリブ20aが設けられている(図3および図4参照)。本実施形態の入力装置1において、リブ20aは断面略凸形状を有している。図6に示すように、Z2側からの平面視で、リブ20aは環状に形成されている。
図3および図4に示すように、弾性シート30は、リブ20aの当接する領域がリブ20aの押圧によって弾性変形している。この弾性シート30には、図7(a)に示すように、電気部品50に対応する開口30a、および、ビス25に対応する孔30bが設けられている。図4に示すように、弾性変形している弾性シート30の復元力によって、リブ20aと弾性シート30の表面とが密着している。これによって、リブ20aで囲まれた領域への水の侵入が防止される。本実施形態の入力装置1では、弾性シート30の開口30aおよび孔30bを取り囲むようにリブ20aが形成されている。
弾性シート30は、リブ20aが当接する領域に薄肉部30cを有している。本実施形態の入力装置1において、薄肉部30cは弾性シート30の裏面に断続的な凹形状が図7(b)に示すように形成されてなる。
弾性シート30の孔30bに対しては、上カバー部材21のリブ20aが平面視で円環状であって、弾性シート30は、その裏面に凹形状が形成されて、円環状のリブ20aに対応する薄肉部30cが円状に設けられ、円状の薄肉部30cの中央に孔30bが形成されている。
弾性シート30の開口30aに対しては、上カバー部材21のリブ20aが平面視で略矩形の環状であって、弾性シート30は、その裏面に凹形状が形成されて、略矩形状のリブ20aに対応する薄肉部30cが断続的に形成されている。
したがって、薄肉部30cの裏面側には基板40との間に空間が形成される。これにより、薄肉部30cがリブ20aの押圧によって弾性変形している状態であっても、薄肉部30cの裏面側が基板40に当接することはない。このため、弾性シート30の裏面が基板40に当接する場合に比べて、リブ20aに対する反発力が小さくできる。したがって、弾性シート30の弾性変形によってカバー20との密着力が十分に確保されるとともに、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバー20に向かう過剰な反発力を発生することがない。
図3および図4では、分かりやすくするために弾性シート30を相対的に厚く示しているが、弾性変形による反発力を発生可能な実用的な厚さであればよい。
本実施形態の入力装置1において、弾性シート30の開口30aに対して、略矩形状のリブ20aに対応する薄肉部30cが断続的に形成されている。薄肉部30cでは裏面に凹形状が形成されているので、上述したように反発力が小さくできる。一方、凹形状が途切れた領域にリブ20aが当接する場合は、より強い反発力が生じる。この領域の寸法は適宜調整することができ、過剰な反発力を発生しなければ、弾性シート30の凹形状は全てつながっている必要はなく、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保つことができる。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
本実施形態の入力装置1は、操作部1aに配設された操作部材10と、操作部材10の周囲に立設されたカバー20と、操作部材10の移動によって入力操作される電気部品50が配設された基板40と、を備えている。そして、基板40を覆うとともに電気部品50に対応する開口30aが設けられ、カバー20と基板40との間に挟設された弾性シート30と、を備えて、防水構造を構成している。カバー20は、弾性シート30に当接する断面略凸形状のリブ20aを備え、弾性シート30は、リブ20aが当接する領域に設けられた薄肉部30cを有し、薄肉部30cの裏面側に空間が形成されて薄肉部30cがリブ20aの押圧によって弾性変形している。
この構成によれば、弾性シート30に薄肉部30cを設けたので、カバー20のリブ20aが弾性シート30に食い込むように当接しても過剰な反発力を発生することがない。このため、構成部品の寸法ばらつきがあっても、カバー20の浮きや変形が発生することなく、確実に防水することができる。
また、本実施形態の入力装置1において、薄肉部30cは、弾性シート30の裏面に断続的な凹形状が形成されてなる。過剰な反発力を発生しなければ、弾性シート30の凹形状は全てつながっている必要はなく、不連続な部位を設けることで反発力を調整し、強度と反発力のバランスを保ちながら確実に防水することができる。
また、本実施形態の入力装置1において、リブ20aが平面視で円環状であって、弾性シート30は、円環状のリブ20aに対応する薄肉部30cが円状に設けられ、円状の薄肉部30cの中央に孔30bが形成されている。この構成によれば、基板40とカバー20を締結するビス25を挿通するために、弾性シート30に孔30bを形成しても、孔30bの周囲で弾性シート30に当接するリブ20aが途切れのない円環状なので、確実に防水できる。なお、孔30bは丸孔であることが好適であるが、角孔等の形状であってもよい。
以上のように、本発明の実施形態の入力装置1を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
(1)本実施形態において、入力操作方向をZ2方向への押圧操作としたが、X1−X2方向やY1−Y2方向等の平面操作を入力操作方向として、Z2方向への押圧に変換する機構を設けているものであってもよい。また、Z1−Z2方向を回転軸とする回転操作機構を備えたものであってもよい。また、操作部1aが平面状でなく、曲面状であってもよい。
(2)本実施形態において、電気部品50として図5に示すスイッチ装置としたが、スイッチ装置の具体的な構造は、これに限定されるものではない。例えば、ドーム状の金属ばねを内蔵した構造や、可動部をゴム部材等の弾力性を有する部材で構成した構造であってもよい。
(3)本実施形態において、基板40に配置された電気部品50としてスイッチ装置のみを示したが、他の電気部品が実装されていてもよい。また、入力操作のための可動部を備えていない他の電気部品の実装位置では開口30aを設ける必要はないが、開口30aを設けていない領域に薄肉部30cを適宜設けていてもよい。
1 入力装置
1a 操作部
10 操作部材
20 カバー
20a リブ
21 上カバー部材
22 下カバー部材
25 ビス
30 弾性シート
30a 開口
30b 孔
30c 薄肉部
40 基板
50 電気部品
51 可動部
53 固定接点
54 可動接点

Claims (2)

  1. 操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、
    前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、
    前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、
    を備えた防水構造をもつ入力装置において、
    前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、
    前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部と、前記リブが当接する領域に設けられた前記薄肉部が途切れた部位とを有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形していることを特徴とする入力装置。
  2. 操作部に配設された操作部材と、前記操作部材の周囲に立設されたカバーと、
    前記操作部材の移動によって入力操作される電気部品が配設された基板と、
    前記基板を覆うとともに前記電気部品に対応する開口が設けられ、前記カバーと前記基板との間に挟設された弾性シートと、
    を備えた防水構造をもつ入力装置において、
    前記カバーは、前記弾性シートに当接する断面略凸形状のリブを備え、
    前記弾性シートは、前記リブが当接する領域に設けられた薄肉部を有し、前記薄肉部の裏面側に空間が形成されて前記薄肉部が前記リブの押圧によって弾性変形しており、
    前記リブが平面視で円環状であって、
    前記弾性シートは、前記円環状の前記リブに対応する前記薄肉部が円状に設けられ、円状の前記薄肉部の中央に孔が形成されていることを特徴とする入力装置。
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