JP2005302447A - キーシート及びキーシートの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のキートップを狭間配置した柔軟性のあるゴム状弾性体でなるキーシートの歪みを可及的に抑制することが可能なキーシート及びキーシートの固定構造の提供。
【解決手段】 キートップ４を固着したゴム状弾性体でなる浮動支持部１２ｅは、支持部１２ｆによって押圧変位可能に支持される。そして、支持部１２ｆの裏面には、突起１２ｈを形成し、これをプリント基板６に形成した凹部６ｂに対して圧入して固着させる。これによって、ベースシート１２が剛性のあるプリント基板６に対して固定されるので、キーシート１１の歪みを可及的に抑制できる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、カーオーディオ装置など各種機器の操作部に用いる押釦スイッチ用のキーシートに関し、特に機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から複数のキートップを露出させて使用するのに好適なキーシートに関する。

図９で示す携帯電話機１のように、装置全体や操作部の小型化の要請、またデザイン性の要請などから、筐体２に形成した仕切桟の無い操作開口２ａから、キーシート３の複数のキートップ４が狭間配置で露出する押釦スイッチが要求されている。この背景技術によるキーシート３は、図１０で示すように、シリコーンゴムでなるベースシート５に、複数すなわち計１７個のキートップ４を固着したものである。即ち、中央上部にある大型で上下左右の方向入力を行う１個のキートップ４ａと、その左右にある小型で４個のキーットップ４ｂ、それらの下側にある１２個の中型のキートップ４ｃとで構成される。隣り合うキートップ４ａ，４ｂ，４ｃどうしの間隔は大変狭く、例えば０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の狭間で配置してあり、操作開口２ａとの隙間も同程度で大変狭くなっている。こうした狭間配置のキーシート３の関連技術については、例えば特許文献１に記載されている。
特願２００３−１１４８３３

このようなキーシート３の取付構造は、図１１で示すように、筐体２の内部の構造要素、この背景技術では、筐体２の裏面２ｂにおける操作開口２ａの開口縁側部分と筐体２に内蔵する硬質のプリント基板６とで、ベースシート５の外縁側部分を、全周にわたって圧接して保持した構造であり、圧接部分の内側では筐体２やプリント基板６に対して拘束しない取付構造となっている。

このため、携帯電話機１の使用時にキーシート３を、例えば図１２のように直立させたり、図１３のように下向きに倒すと、柔軟なシリコーンゴムでなるベースシート５が、キーットップ４の重量負荷によって、全体的に延びて歪んでしまうことがある。このようにキーシート３が全体的に歪んでしまうと、ベースシート５の押し子５ａと、プリント基板６の金属皿ばねと接点回路でなる接点スイッチ６ａと、の間に位置ずれが生じて、キートップ４を押圧しても入力出来なかったり、なかなか入力出来ない、という操作不良が生じることがある。また、ベースシート５の歪みの態様に応じてキートップ４ごとに入力時の押圧ストローク量が異なって、操作性に悪影響を及ぼすことがある。更に、携帯電話機１の見栄えを損ねてしまう、という問題もある。また、隣接する一方のキートップ４が横滑りして他方のキートップ４の下に潜り込んでしまうことがある。

以上のような柔軟なゴム状弾性体でなるベースシート５の歪みに起因する問題は、図示のような操作開口２ａからすべてのキートップ４を狭間配置で露出させるキーシート３について、特に解決すべき問題である。しかしながら、こうした諸問題は、例えば、筐体２に、上下に位置するキートップ４ｂについて一つの操作開口を設けるような場合、つまり単一の操作開口あたりに配置するキートップが２つ以上であれば起こりうる。また、携帯電話機１のごとく使用時に直立させたり傾倒させることが想定されない機器に、複数のキートップを狭間配置したキーシートを取りつけた場合であっても、柔軟性あるゴム状弾性体でなるベースシートの歪みを起因として、キートップどうしの潜り込み等の問題が起こりうるため、これらのキーシートについても同様に、その対応策が要請されている。

以上のような技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、複数のキートップを狭間配置した柔軟性のあるゴム状弾性体でなるキーシートの歪みを可及的に抑制することにある。

前記目的を達成すべく本発明は、ベースシートと、ベースシートに狭間配置されて機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップとを備えるキーシートについて、キーシートに、該キートップをそれぞれ固着するゴム状弾性体でなる複数の浮動支持部を押圧変位可能に支持する支持部を設け、該支持部の裏面に、前記筐体内で固定配置される剛性部材に固定する固定部を設けるものとした。

本発明のキーシートによれば、ベースシートが、支持部の裏面に設けた固定部によって、筐体内で固定配置される剛性部材に対し固定されるため、ベースシートの歪みが殆ど無くなるか皆無にすることができる。なお、本発明のキーシートを固定する剛性部材は、機器内における剛性要素、具体的には筐体、硬質のプリント基板、硬質の導光板などにて構成できる。

前記キーシートの固定部は、剛性部材に設けた凹部に対し圧入により固着する突起であるか、又は剛性部材に設けた突起が圧入により固着する凹部か、の少なくとも何れかとして構成される。

本発明によれば、キーシートの突起を剛性部材の凹部に圧入するか、又はキーシートの凹部に剛性部材の突起を圧入することで、キーシートを剛性部材に対して容易に固定することが可能である。そして、このような突起と凹部による固定部は、具体的には次のように構成することができる。

その一つは、支持部を浮動支持部と一体のゴム状弾性体にて形成し、該支持部の裏面に前記固定部を形成する構成である。これによれば、固定部がゴム状弾性体にて支持部と一体形成されるため、固定部として機能させる別部品をベースシートに取付ける必要がなく部品点数を少なくできる。また、突起又は凹部でなる固定部がゴム状弾性体であるため、固定対象となる相手方の形状に追従変形するゴム状弾性によって圧入による固定を強固にできる。そして、ゴム状弾性体を透明なものとして構成すれば、上記キーシートを照光式キーシートとした場合に、支持部の内部に固定部として機能する他の部材が不要であり導光機能が妨げられないため、該キーシートを導光板としても機能させることができる。

また、他の具体的構成は、支持部を浮動支持部と一体のゴム状弾性体にて形成するとともに該支持部に硬質樹脂でなる補強部材を設け、該補強部材の裏面に前記固定部を形成する構成である。これによれば、硬質樹脂でなる補強部材によってゴム状弾性体でなる支持部の剛性が高まり、キーシートの歪みが起こり難くなり、剛性部材に対するキーシートの固定も容易に行える。

さらに他の具体的構成は、支持部を硬質樹脂でなる補強部材として形成し、該補強部材の裏面に前記固定部を形成する構成である。これによれば、支持部が硬質樹脂でなる補強部材で形成されるため、キーシートの歪みが起こり難くなり、剛性部材に対するキーシートの固定も容易に行える。なお、固定部を有する補強部材を透明な硬質樹脂にて形成すれば、上記キーシートを照光式キーシートとした場合に、補強部材の内部に固定部として機能する他の部材が不要であるため導光機能が妨げられることなく、該補強部材を導光板としても機能させることができる。

また、前記目的を達成すべく本発明は、機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップを狭間配置したキーシートを、該複数のキートップを狭間配置した領域内で、キーシートの裏面と対向し該筐体内で固定配置される剛性部材に対し、固定したキーシートの固定構造を提供する。

本発明によれば、キーシートを、ベースシートの歪みが起こりやすい複数のキートップを狭間配置した領域内で剛性部材に固定するため、該領域内で効果的にベースシートの歪みの発生を殆ど無くせるか皆無にできる。なお、本発明における剛性部材は、機器内における剛性要素、具体的には筐体、硬質のプリント基板、硬質の導光板などにて構成できる。

前記キーシートの固定構造は、キーシート又は剛性部材の何れか一方に突起を設け、前記何れか他方に凹部を設け、突起と凹部の圧入による固着により、キーシートを剛性部材に固定する構造とした。

本発明によれば、キーシートと剛性部材とを、凹部に対する突起の圧入により容易に固定することができる。そして、こうした突起と凹部による固定構造の具体的構成は、前述した本発明のキーシートによる３つの具体的構成を適用することができる。

本発明のキーシートによれば、支持部の裏面が剛性部材に固定されてベースシートの歪みを抑制できるため、ベースシートの歪みに起因する諸問題、すなわち、キートップと接点スイッチとの位置ずれによる操作不良、キートップごとに押圧ストローク量が相違することによる操作性の悪化、機器のデザイン性への悪影響、キートップどうしの潜り込みが殆ど無くなるか皆無にできる。

以下、本発明の実施形態の例について図面を参照しつつ説明する。なお、従来技術と共通する構成、各実施形態で共通する構成については、重複説明を省略する。なお、以下の説明では、「機器」として従来技術の説明と同様に携帯電話機１に適用する押釦スイッチ用のキーシートを例に説明する。

第１実施形態〔図１，図２〕； 第１実施形態のキーシート１１は、ベースシート１２と、ベースシート１２に固着したキートップ４とで構成される。ベースシート１２は、図１で示すように、上部に矩形状の舌片部を有する角丸長方形状となっており、全体がゴム状弾性体の型成形によって形成されている。

ベースシート１２を成すゴム状弾性体としては、反撥弾性の良い、シリコーンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等の熱硬化性エラストマーを使用できる。また、スチレン系、エステル系、ウレタン系、オレフィン系、アミド系、ブタジエン系、エチレン−酢酸ビニル系、フッ素ゴム系、イソプレン系、塩素化ポリエチレン系等の熱可塑性エラストマーも使用できる。これらのうち、シリコーンゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマーであれば、特に良好な反撥弾性と高い耐久性を持つキーシート１１が得られる。

ベースシート１２の表面１２ａは、図２で示すように、凹凸のない平坦面として形成されており、ゴム状弾性体の使用量の低減による重量軽減と、キートップ３の固着部分における薄肉化による薄型化とが達成されている。

ベースシート１２の裏面１２ｂには、中央に円柱状の押し子１２ｃを下向きに突設した複数の凹部１２ｄが形成されている。凹部１２ｄの形成部分におけるゴム状弾性体の肉厚は薄く、この薄肉部分が、各キートップ４を押圧変位可能に支持する浮動支持部１２ｅとなっている。浮動支持部１２ｅの表面には、高さのある接着部１３によって、キートップ４の裏面３ｄが固着される。接着部１３は、浮動支持部１２ｅの全面に塗布されず、浮動支持部１２ｅの面内に部分的に塗布されて硬化する。このように接着部１３を浮動支持部１２ｅの面積よりも小さく設定することで、キートップ３を押圧すれば、浮動支持部１２ｅがその外周側で弾性変形して変位できるようになっている。したがって、ベースシート１２の表面１２ａに、キートップ４の裏面３ｄを該表面１２ａから浮かせた状態で固着する厚肉の凸部を形成する必要がなく、厚肉の凸部が不要な分、ベースシート１２の薄肉化と重量軽減が達成されている。

各浮動支持部１２ｅの外側には、それらを取り囲む厚肉の支持部１２ｆが形成されている。したがって、各浮動支持部１２ｅは、プリント基板６の表面から離れた上方位置で、厚肉の支持部１２ｆにより押圧変位可能に支持されることになる。

支持部１２ｆには、プリント基板６に実装した照光用光源となるＬＥＤ素子の収容凹部１２ｇが形成されている。また、支持部１２ｆには、複数箇所に、下向きに突出する突起１２ｈが「固定部」として形成されている。これらの突起１２ｈは、「剛性部材」としてのプリント基板６に「固定部」として形成した、突起１２ｈの外面形状よりもやや小さな内面形状の凹部６ｂに対し、圧入によって凹凸嵌合するようになる。

そして、こうした突起１２ｈと凹部６ｂによる凹凸嵌合が、ベースシート１２におけるキートップ４を狭間配置した領域内で、支持部１２ｆにおいてなされることで、ベースシート１２がプリント基板６に対してしっかり固定されて、携帯電話機１を直立させたり傾倒させても、キーシート１１の歪みの発生を抑制することができるようになる。したがって、押し子１２ｃと接点スイッチ６ａとの位置ずれによる操作不良、押圧ストローク量の相違による操作感の悪化、携帯電話機１のデザイン性への悪影響、隣り合うキートップ４どうしの潜り込みを無くすことができるようになる。

また、この実施形態のベースシート１２は、突起１２ｈを含めてゴム状弾性体の型成形により一体成形され、ベースシート１２の肉厚内に他の部材が介在しない（例えば後述の第３実施形態参照）。したがって、収容凹部１２ｇの内部でＬＥＤ素子が放射する光を、ベースシート１２の肉厚内で阻害要素無く導光させることができ、照光による各キートップ４での良好な視認性を得ることができる。

第２実施形態〔図３，図４〕； 第２実施形態のキーシート１４は、第１実施形態の変形例である。第１実施形態と異なる構成は、ベースシート１２に、突起１２ｈに替わる凹部１２ｉを「固定部」として形成し、プリント基板６に、凹部６ｂに替わる突起６ｃを設けた点である。プリント基板６に設ける突起６ｃは、プリント基板６に外付けする別部材であり、ベースシート１２と同様のゴム状弾性体や硬質樹脂にて形成することができる。そして、突起６ｃは、接着等によってプリント基板６に対して固定されることになる。このように、ベースシート１２に凹部１２ｉを、プリント基板６に突起６ｃを設けて凹凸嵌合させる固定構造としても、第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

第３実施形態〔図５，図６〕； 第３実施形態のキーシート１５は、ベースシート１６の構成について、前記各実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態のベースシート１６は、硬質樹脂でなる薄板状のフレーム１７を「補強部材」として備えている。フレーム１７には、枠状の桟部１７ａによって矩形状の透孔が形成されており、この透孔を閉塞するようにゴム状弾性体でなる浮動支持部１８が形成されている。浮動支持部１８は、桟部１７ａと桟部１７ａの表面及び側面を被覆するゴム状弾性体とでなる支持部１９によって、押圧変位可能に支持されている。

そして、枠状の桟部１７ａには「固定部」としての突起１７ｂが形成されており、プリント基板６に形成した小径で底付きの凹部６ｂに凹凸嵌合する。突起１７ｂには割り溝１７ｃが形成されている。この割り溝１７ｃは、突起１７ｂを凹部６ｂに圧入した際に、その基端がプリント基板６の表面よりも上側に位置する深さで形成されている。したがって、突起１７ｂを底付きの凹部６ｂに圧入する際に、割り溝１７ｃを通気路として底付きの凹部６ｂ内の残存空気を外部に排出できるので、突起１７ｂを底付きの凹部６ｂに完全に圧入しきることができる。そして、このように突起１７ｃを凹部６ｂに圧入すると、割り溝１７ｃが狭くなる方向へ弾性的に変形する。このため、割り溝１７ｃを拡大する方向への復元力が凹部６ｂに対する固定力として発揮されて、強い固定を得ることができる。

このようなフレーム１７の材質としては、剛性の高い、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系共重合樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン系樹脂を使用できる。

次に、製造方法を説明する。ベースシート１６を製造するには、予め、射出成形などの型成形によってフレーム１７を得る。そして、浮動支持部１８を成すゴム状弾性体として熱硬化性エラストマーを選択した場合には、その成形金型のキャビティにフレーム１７を移載し、熱可塑性エラストマーを選択した場合には、その射出成形金型のキャビティにフレーム１７を移載して、それぞれ型成形を行う。こうして浮動支持部１８を一体成形したベースシート１７が得られることになる。また、この製法ではなく、フレーム１７と浮動支持部１８を二色成形によって成形することもできる。この後は、各浮動支持部１８に所定のキートップ４を接着することで、本形態のキーシート１５が得られることになる。

以上のようなキーシート１５によれば、ゴム状弾性体でなるベースシート１６が硬質樹脂でなるフレーム１７によって補強されること、及びキートップ３を狭間配置した領域内でフレーム１７の突起１７ｂをプリント基板６の凹部６ｂに凹凸嵌合させて固定することによって、ベースシート１６及びキーシート１５の歪みの発生が抑制される。

第４実施形態〔図７，図８〕； 第４実施形態のキーシート２０は、ベースシート２１の全体を硬質樹脂でなるフレーム２２で構成した例である。なお、フレーム２２の桟部２２ａにて画成される透孔には、ゴム状弾性体でなる浮動支持部２３が形成される。また、フレーム２２には、支持部となる桟部２２ａに突起２２ｂと凹部２２ｃが形成されており、それぞれプリント基板６の凹部６ｂと突起６ｃに対して凹凸嵌合する。そして、このキーシート２０によれば、ベースシート２１の全体が硬質樹脂のフレーム２２にて構成されるため、キーシート２０の歪みの発生をより確実に抑制することが可能である。

実施形態の変形例； 各実施形態の変形例を列挙して説明する。

以上の各実施形態については、キートップ４として熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等のゴム状弾性体を材質とするものを利用できる。また、ベースシート１２，１６，２１が凹凸嵌合によりプリント基板６に対して確実に固定されるため、重量のある金属材質のものも利用できる。また、キートップ４については、文字、数字、記号等を、インキや鍍金等で表す表示部を形成できる。更に、キートップ４については、抜き文字照光式キートップ、文字照光式キートップとして構成することもできる。また、キートップ４は他の立体形状であってもよい。

前記実施形態では、浮動支持部１２ｅ，１８，２３について、平面視長方形としたが、丸形でも楕円形でも、その他の多角形でもよい。また、ベースシート１２，１６，２１の形状、突起６ｃ，１２ｈ，１７ｂ，２２ｂと凹部６ｂ，１２ｉ，２２ｃの形状も、前記実施形態の例に拘わらず他の形状でもよい。また、プリント基板６の凹部６ｂも、底付きではなく貫通孔として形成してもよく、この場合には突起を貫通する凹部へ嵌合した後に、プリント基板６の裏面から凹部に接着剤を充填・硬化させることで、さらに強固な固定が得られる利点がある。なお、底付きの凹部６ｂへの嵌合時に、固定を強化する接着剤等を利用してもよいことは勿論である。また、前述のように凹部を貫通孔として形成する場合には、先端に係止爪を有する突起を用いるようにし、該係止爪を凹部の孔縁に係止させて、固定を得るようにしてもよい。本発明における「圧入により固着」とは、このような固定形態も含む趣旨である。

第３実施形態では突起１７ｂに割り溝１７ｃがある例を示したが、この割り溝１７ｃを、他の実施形態の突起６ｃ，１２ｈ，２２ｂに適用することも可能である。また、割り溝１７ｃの基端がプリント基板６の表面よりも上側に位置する深さで形成する例を示したが、残存空気の通気路として機能させなくてもよければ、プリント基板６の板厚内に位置する深さで形成してもよい。

前記各実施形態では、「剛性部材」として硬質のプリント基板６を例示したが、プリント基板６の上に、ＬＥＤ素子など照光用光源からの光を面方向へ伝達するための、透明な硬質樹脂でなる導光板を取付け、この導光板に突起や凹部を設けるようにしてもよい。また、携帯電話機１の筐体２が組み合わさる他方の筐体を「剛性部材」として利用することも可能である。

以上の実施形態では、携帯電話機１に使用するキーシート１１，１４，１５，２０を例示したが、それ以外の機器、例えばＰＤＡやリモートコントローラなどにも使用できる。

第１実施形態によるベースシート裏面の外観図。 図１のＳＢ−ＳＢ線に沿う拡大要部断面図。 第２実施形態によるベースシート裏面の外観図。 図３のＳＣ−ＳＣ線に沿う拡大要部断面図。 第３実施形態によるベースシート裏面の外観図。 図５のＳＤ−ＳＤ線に沿う拡大要部断面図。 第４実施形態によるベースシート裏面の外観図。 図７のＳＥ−ＳＥ線に沿う拡大要部断面図。 一従来例による携帯電話機の外観斜視図。 図９の携帯電話機に備えるキーシートの外観図。 図９の ＳＡ−ＳＡ線に沿う概略断面図。 携帯電話機の直立状態を示す図１０相当の概略断面図。 携帯電話機の傾倒状態を示す図１０相当の概略断面図。

符号の説明

１ 携帯電話機（機器）
２ 筐体
２ａ 操作開口
４，４ａ，４ｂ，４ｃ キートップ
６ プリント基板（剛性部材）
６ｂ 凹部
６ｃ 突起
１１ キーシート（第１実施形態）
１２ ベースシート
１２ｄ 凹部
１２ｅ 浮動支持部
１２ｆ 支持部
１２ｇ 収容凹部
１２ｈ 突起（固定部）
１２ｉ 凹部（固定部）
１４ キーシート（第２実施形態）
１５ キーシート（第３実施形態）
１６ ベースシート
１７ フレーム（補強部材）
１７ａ 桟部（支持部）
１７ｂ 突起（固定部）
１８ 浮動支持部
１９ 支持部
２０ キーシート（第４実施形態）
２１ ベースシート
２２ フレーム（補強部材）
２２ａ 桟部（支持部）
２２ｂ 突起（固定部）
２２ｃ 凹部（固定部）
２３ 浮動支持部

Claims (7)

1. ベースシートと、ベースシートに狭間配置されて機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップとを備えるキーシートにおいて、
   ベースシートに、該キートップをそれぞれ固着するゴム状弾性体でなる複数の浮動支持部を押圧変位可能に支持する支持部を設け、該支持部の裏面に、前記筐体内で固定配置される剛性部材に固定する固定部を設けたことを特徴とするキーシート。
2. 固定部が、剛性部材に設けた凹部に対し圧入により固着する突起であるか、又は剛性部材に設けた突起が圧入により固着する凹部か、の少なくとも何れかである請求項１記載のキーシート。
3. 支持部を浮動支持部と一体のゴム状弾性体にて形成し、該支持部の裏面に前記固定部を形成した請求項１又は請求項２記載のキーシート。
4. 支持部を浮動支持部と一体のゴム状弾性体にて形成するとともに該支持部に硬質樹脂でなる補強部材を設け、該補強部材の裏面に前記固定部を形成した請求項１又は請求項２記載のキーシート。
5. 支持部を硬質樹脂でなる補強部材として形成し、該補強部材の裏面に前記固定部を形成した請求項１又は請求項２記載のキーシート。
6. 機器の筐体に形成した仕切桟の無い操作開口から露出させる複数のキートップを狭間配置したキーシートを、該複数のキートップを狭間配置した領域内で、該キーシートの裏面と対向し該筐体内で固定配置される剛性部材に対し、固定したキーシートの固定構造。
7. キーシート又は剛性部材の何れか一方に突起を設け、前記何れか他方に凹部を設け、突起と凹部の凹凸嵌合により、キーシートを剛性部材に固定した請求項６記載のキーシートの固定構造。

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