JP7415084B2 - 押下操作用ボタンおよび電子機器 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、ばね板(バネ部)を一体に備えたキートップ(押下操作用ボタン)が開示されている。
具体的には、キートップにおけるばね板は、端部が頭部板(被押下部)の裏面に接合して一体成形され、頭部板(被押下部)に対して所定角で傾斜して配置され(特許文献1の段落0025等)、もう一方(自由端)の端部が、当該端部の平面(端面)で保持筒体の底板面に圧接している(特許文献1の段落0028等)。
実施の形態1.
本開示に係る押下操作用ボタン100は、例えば電子機器1に取り付けられる操作ボタンである。
図1は、本開示の押下操作用ボタン100を備えた電子機器1の正面図である。
図1に示す電子機器1は、正面から見た状態において、ディスプレイ3と押下操作用ボタン100が枠2に囲まれて露出するように取り付けられている。
押下操作用ボタン100は、押し下げられることにより、電子機器1の機能を実行させる。
押下操作用ボタン100は、電子機器1に取り付けられた状態において、押下操作される方向とは反対の方向に力が加えられる。具体的には、押下操作用ボタン100は、押下操作される前の状態において、位置を保持するための力(この力をプリテンションとも言う。)が背面側から加えられる。また、押下操作用ボタン100は、押下操作された状態において、押下操作された方向とは反対の方向に力が背面側から加えられる。
これにより、押下操作用ボタン100は、特に車載用の電子機器1に採用された場合、車両の走行によるがたつきなどが発生し難く構成されている。
図2は、押下操作用ボタン100の構造を示す斜視図である。
図3は、図1のA-A線断面図である。
図4は、図1のB-B線断面図である。
図5は、図3における要部を一部拡大して示した模式図である。
図6は、図4における要部を一部拡大して示した模式図である。
被押下部101と、第1バネ部110と、第2バネ部120と、第1ストッパ部130aと、第2ストッパ部130bと、第2ストッパ部130cと、押し子部140と、は、例えば樹脂で一体に成型されたものである。
第1ストッパ部130a、第2ストッパ部130b、および、第2ストッパ部130cは、以下、説明において区別の必要がない場合、単にストッパ部130と記載する。
具体的には、被押下部101は、表面が電子機器1の枠2から露出するとともに、移動可能に取り付けられている。被押下部101は、例えば表面をユーザに押されることにより押下操作を受け、押し下げられる力に応じて、押し下げられる方向に移動する。また、被押下部101は、押し下げられる力が弱くなると第1バネ部110および第2バネ部120の力により、押し下げられる前の位置に移動する。被押下部101は、表面に板形状を有し、背面に箱形状を有する。箱形状の断面積は、表面の面積より小さい。
図1に示す押下操作用ボタン100においては、第1バネ部110がL字形状の板バネである例を示し、第2バネ部120がS字形状の板バネである例を示している。
図2に示す第1バネ部110は、一端が被押下部101に接続され、一端から被押下部101が押し下げられる方向に延び、これに続いて、ほぼ90度折れ曲がって被当接部材の被当接面と平行に延びた、L字形状である。第1バネ部110は、これに続いて、さらに、ほぼ90度折れ曲がって被当接面に垂直な方向から当接するように突出して延びている。
図2に示す第2バネ部120は、一端が被押下部101に接続され、一端から被押下部101が押し下げられる方向に延び、これに続いて、ほぼ90度折れ曲がって被当接部材の被当接面と平行に延び、これに続いて、さらに、半円形状の円弧を形成しながらほぼ180度折れ曲がって被当接部材200の被当接面と平行に延びた、S字形状である。第2バネ部120は、これに続いて、さらに、ほぼ90度折れ曲がって被当接面に対して垂直な方向から当接するように突出して延びている。このようなS字形状の第2バネ部120は、被押下部101における箱形状内で周長を長くすることができる。
電子基板に実装された電子部品は、被押下部101が押下操作を受けることにより、図2に示す押し子部140が電子部品側へ移動することにより、押圧される。
第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、一端が被押下部101と一体に成型されて接続し、当該一端から折れ曲がって延びたばね形状を有し、他端が電子機器1における被当接部材の被当接面に当接し、被押下部101に対して押下操作される方向とは反対の方向に力を加える。
具体的には、第1バネ部110および第2バネ部120は、被押下部101の背面側において、互いに平行する異なる位置に配置され、設けられている。
第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、一端が被押下部101と一体に成型されて接続している。
第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、一端から折れ曲がって延びたばね形状を有している。
第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられた状態において、被当接部材の被当接面と平行に延びた部分(以下、「平行部」と記載する。)を有する。
第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、他端が電子機器1における被当接部材の被当接面に当接している。
第1バネ部110の他端は、被当接面に対して垂直な方向から当接するように、突出した第1突起部111である。
第2バネ部120の他端は、被当接面に対して垂直な方向から当接するように、突出した第2突起部121である。
これにより、各バネ部は、被当接面に垂直な方向から当接しており、図5および図6に示すように、各バネ部の他端に軸方向の力Fが加わるようになるため、各バネ部の他端が破損し難い。
また、これにより、バネ部と被当接部材との接触の状態が変わりにくくなるので、操作者に対する操作感が変わりにくい。
また、バネ部において被当接部材の当接する領域を予め意図して設計することができ、必要なバネ部の反発力を得られる。
また、押下操作の荷重を安定させることができるとともに、意図する押下操作の荷重にすることが容易になる。
第1突起部111および第2突起部121の詳細は、後述する。
具体的には、第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられる際に、変形される。これにより、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられる前の状態における一端から他端までの高さは、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられた状態において、0.1mm程度低くなるように設計されている。
言い換えれば、第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられる前の状態における一端から他端までの高さが、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられた後の高さよりも0.1mm程度高い。
また、第1バネ部110および第2バネ部120はそれぞれ、板厚が0.8mm程度である。これにより、押下操作の荷重が大きくなり過ぎないように構成している。
第1突起部111および第2突起部121はそれぞれ、押下操作用ボタン100が電子機器1に取り付けられた状態において、被当接面に垂直な方向から当接するように、平行部から折れ曲がって突出している。
図5に示す長さaは、第1バネ部110における第1突起部111が突出する長さであり、被押下部101が押下操作を受けた状態において、平行部から一端の方向へ折れ曲がる部分が被当接面に接触しない長さである。
図6に示す長さcは、第2バネ部120における第2突起部121が突出する長さであり、被押下部101が押下操作を受けた状態において、平行部から一端の方向へ折れ曲がる部分が被当接面に接触しない長さである。
それぞれの第1突起部111および第2突起部121が突出する長さaおよび長さcは、例えば、押下操作用ボタン100の押し下げストローク、および、バネ部のバネ定数に基づいて、設計される。
第1突起部111は、図7Aに示すように、その先端に平面と傾斜面111aとを有している。
平面は、被当接部材における被当接面と面接触する面である。
傾斜面111aは、平面の周に接続する面である。
傾斜面111aは、第1突起部111の先端の平面から角を取った部分であり、平面に対して傾斜した面を有する。
傾斜面111aは、例えば、いわゆるR形状の領域または丸みを有する形状の領域である。
第2突起部121は、図7Bに示すように、その先端に平面と傾斜面121aとを有している。
平面は、被当接部材における被当接面と面接触する面である。
傾斜面121aは、平面の周に接続する面である。
傾斜面121aは、第2突起部121の先端の平面から角を取った部分であり、平面に対して傾斜した面を有する。
傾斜面121aは、例えば、いわゆるR形状の領域または丸みを有する形状の領域である。
これにより、被押下部101が押下操作を受けた状態において、角が削れて破損することは少なくなる。
本開示の押下操作用ボタン100は、第1バネ部110と第2バネ部120の少なくとも1つを有していればよく、さらに、3つ、4つなど、適宜必要に応じた個数を設けて構成されていればよい。
また、複数のバネ部は、L字形状の板バネだけで構成されてもよく、S字形状の板バネだけで構成されてもよい。また、バネ部は、Z字形状の板バネであってもよい。
ストッパ部130が第1バネ部110または第2バネ部120から突出する長さは、被押下部101が押下操作を受けた状態において、基板200に実装された電子部品を押圧できる範囲の長さである。
この長さの範囲内において、第1バネ部110における第1ストッパ部130aは、図5に示す長さbが0以上になるように設計されている。
また、同様に、第2バネ部120における第2ストッパ部130bまたは第3ストッパ部130cは、図6に示す長さdおよび長さeがそれぞれ0以上になるように設計されている。
平面は、被押下部101が押下操作を受けた状態において、第1バネ部110または第2バネ部120の変形を制限する際に第1バネ部110または第2バネ部120の平行部と面接触する。
傾斜面は、平面の周に接続する。
ストッパ部130の平面と傾斜面とは、具体的には、上述した図7Aに示す第1突起部111aの先端形状または図7Bに示す第2突起部121aの先端形状と同様である。
傾斜面は、ストッパ部130の突出した先端から角を取った部分であり、平面に対して傾斜した面を有する。
傾斜面は、例えば、いわゆるR形状の領域または丸みを有する形状の領域である。
これにより、被押下部101が押下操作を受けた状態において、ストッパ部130が第1バネ部110または第2バネ部120の平行部と面接触した場合に、角が削れて破損することは少なくなる。
ストッパ部130の幅は、第1バネ部110または第2バネ部120における平行部の幅以上に設計されている。
ストッパ部130は、第1のバネ部110がL字形状の板バネである場合、第1のバネ部における平行部から1つ突出して設けられている。
ストッパ部130は、第2バネ部120がS字形状の板バネである場合、第2のバネ部における2つの平行部から1つずつ、合わせて2か所から突出して設けられている。
ストッパ部130を採用することにより、各バネ部が想定を超えて変形することがなくなり、バネの塑性変形を防止することができる。また、バネの破断を防止することができる。
押下操作用ボタン100は、第1バネ部110および第2バネ部によるプリテンションを受けて、電子機器1から抜け出さないようにストッパ機構がついている。
具体的には、押下操作用ボタン100が取り付けられる電子機器1は、図8に示すフック部2aを備えている。
フック部2aは、押下操作用ボタン100が取り付けられる位置を基準にして、対向する位置にそれぞれ設けられている。
被押下部101は、フック部2aを挿入するための穴を有している。
被押下部101の穴は、フック部2aが設けられた位置に対応し、対向する位置にそれぞれ設けられる。
なお、フック部2aは、被押下部101に設けるように変形してもよい。
電子機器1における基板には、押下操作用ボタン100を背面から照明するためのLED300が実装されている。
電子機器1における枠2には、押下操作用ボタン100の側面からLED300の光が漏れるのを抑制する遮光壁2bが設けられている。
押下操作用ボタン100の第1バネ部110、第1突起部111、第2バネ部120および第2突起部121、はそれぞれ、LED300の位置を考慮して設計されている。
これにより、破損し難い、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、バネ部の他端が破損し難い、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、バネ部の形状を必要なバネ力に設計された、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、非当接部材を別途設けることなく、部品点数が少ない、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、
バネの塑性変形が少なく、かつ、バネの破断が少ない、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、仮に異常に強い力で押下操作された場合であっても、バネ部への負荷が軽減される、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
ストッパ部の平面の周に接続する傾斜面と、を有する、ように構成した。
これにより、バネ部にかかる応力を軽減でき、バネ部へのダメージが少ない、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、バネ部にかかる応力を軽減でき、バネ部へのダメージが少ない、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、押下操作用ボタン内部の限られた空間の範囲内において、バネ部のバネ定数を小さくした、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、S字形状の板バネの塑性変形すること、または、破断することが少ない、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、より、好適なバネ力で、押下操作される方向とは反対の方向に力を加える、押下操作用ボタンを提供できる、という効果を奏する。
これにより、破損し難い、押下操作用ボタンを備えた、電子機器を提供できる、という効果を奏する。
Claims (10)
- 電子機器に取り付けられた状態において、押下操作される方向とは反対の方向に力が加えられる、押下操作用ボタンであって、
押下操作を受ける被押下部と、
一端が前記被押下部と一体に成型されて接続し、当該一端から折れ曲がって延びたばね形状を有し、他端が前記電子機器における被当接部材の被当接面に当接し、前記被押下部に対して押下操作される方向とは反対の方向に力を加えるバネ部と、
を備え、
前記バネ部の他端は、前記被当接面に対して垂直な方向から当接するように、突出した突起部であり、
前記押下操作用ボタンが前記電子機器に取り付けられた状態において、
前記バネ部は、前記被当接部材の被当接面と平行に延びた平行部を有し、
前記突起部は、前記被当接面に垂直な方向から当接するように、前記平行部から折れ曲がって突出し、
前記突起部が突出する長さは、
前記被押下部が押下操作を受けた状態において、前記平行部から前記一端の方向へ折れ曲がる部分が前記被当接面に接触しない長さである、
ことを特徴とする押下操作用ボタン。 - 前記被当接部材は、電子基板であり、
前記被押下部が押下操作を受けることにより、前記電子基板に実装された電子部品を押圧する、
ことを特徴とする請求項1に記載の押下操作用ボタン。 - 前記バネ部に一体に成型され、前記バネ部が変形する方向に突出し、前記被押下部が押下操作を受けた状態において、前記バネ部の平行部と当接して前記バネ部の変形を制限するストッパ部を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の押下操作用ボタン。 - 前記ストッパ部が前記バネ部から突出する長さは、
前記被押下部が押下操作を受けた状態において、前記電子基板に実装された電子部品を押圧できる範囲の長さである、
ことを特徴とする請求項3に記載の押下操作用ボタン。 - 前記ストッパ部は、
前記被押下部が押下操作を受けた状態において、前記バネ部の変形を制限する際に前記バネ部の平行部と面接触する平面と、
前記ストッパ部の前記平面の周に接続する傾斜面と、
を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載の押下操作用ボタン。 - 前記ストッパ部の幅は、前記バネ部における平行部の幅以上である、
ことを特徴とする請求項3に記載の押下操作用ボタン。 - 前記バネ部は、S字形状に折れ曲がっている、
ことを特徴とする請求項3から請求項6のうちのいずれか1項に記載の押下操作用ボタン。 - 前記ストッパ部は、1つの前記バネ部に2か所に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の押下操作用ボタン。
- 少なくとも1組の前記バネ部が平行に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の押下操作用ボタン。
- 押下操作される方向とは反対の方向に力が加えられる、押下操作用ボタンが取り付けられた電子機器であって、
前記押下操作用ボタンは、
押下操作を受ける被押下部と、
一端が前記被押下部と一体に成型されて接続し、当該一端から折れ曲がって延びたばね形状を有し、他端が前記電子機器における被当接部材の被当接面に当接し、前記被押下部に対して押下操作される方向とは反対の方向に力を加えるバネ部と、
を備え、
前記バネ部の他端は、前記被当接面に対して垂直な方向から当接するように、突出した突起部であり、
前記押下操作用ボタンが前記電子機器に取り付けられた状態において、
前記バネ部は、前記被当接部材の被当接面と平行に延びた平行部を有し、
前記突起部は、前記被当接面に垂直な方向から当接するように、前記平行部から折れ曲がって突出し、
前記突起部が突出する長さは、
前記被押下部が押下操作を受けた状態において、前記平行部から前記一端の方向へ折れ曲がる部分が前記被当接面に接触しない長さである、
ことを特徴とする電子機器。
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