JP4410961B2

JP4410961B2 - キーボタン構造

Info

Publication number: JP4410961B2
Application number: JP2001141565A
Authority: JP
Inventors: 弘北村; 修一齋藤
Original assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: US6887001B2; JP2002343180A; GB2375892A; CN1181661C; GB0210893D0; GB2375892B; US20020167787A1; HK1052095A1; CN1385998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機及びこれに類する機器装置のキーボタン構造に関し、特に、突起部が形成された入力ボタンと、基板上に配置された二つの電極と、前記入力ボタンが操作されたとき突起部に押下されて前記二つの電極を接触させるドームスイッチとより構成された携帯電話機及びこれに類する機器装置のキーボタン構造とその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来実現されているこの種のキーボタン構造は、図８に示すように、突起部２２が形成された入力ボタン２１と、基板２８上に配置された電極A２９およびB３０と、ドームスイッチ２７とよりなり、入力ボタン２１はボタン接続部２５とともに一体形成されており、操作されたとき、突起部２２がドームスイッチ２７を押下して二つの電極A２９とB３０を接触させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のキーボタン構造では、図８は一般的な場合を示していて、ボタン中心線３１と、ドームスイッチ中心線３２が一致しており、入力ボタン２１に押下圧を加えると、図９に示すように、ドームスイッチ２７が理想的な形で潰されて導通が得られる。本図における矢印ａおよびｂは入力圧力を模式的にあらわしたものである。
【０００４】
これに対し、図１０は、図８と同じ構造であるが、ボタン中心線３１と、ドームスイッチ中心線３２が一致していない例であり、この入力ボタン２１に押下圧を加えた場合、図１１に示すように、中心線３１と中心線３２がずれていることにより、入力ボタン２１がドームスイッチ２７のずれ方向と反対側に傾いてしまい、ドームスイッチ２７を斜め上方から押す状態になる。また、押下圧の伝達する中心も作用点３５付近に集中するため、ドームスイッチ２７を十分につぶし込むことができない。
【０００５】
従来の構造では、入力ボタン２１と、突起部２２、及びドームスイッチ２７の三つの異なる部品の中心を合わせることが設計的に必要な条件であった。それは、電極A２９、B３０をドームスイッチ２７を介して接触させる構造であるため、ドームスイッチ２７の中心を垂直に押下することがドームスイッチの理想的な変形を生じさせる条件だからである。
【０００６】
これはドームスイッチの構造上、押し圧を加える位置と角度のずれがある許容範囲を超えた時、入力ボタンの押し圧がドームスイッチの剛性に負けてドームスイッチは変形しなくなり、接触不良が起こるようになるためである。
【０００７】
ドームスイッチの採用は、入力ボタン構造の薄型化に有効な手段であるが、入力ボタンの配置は、基板に配置するドームスイッチの位置に依存するため、デザイン上の配置変更や、同じ基板を用いた簡易モデルチェンジに大きな制限を加えるもので、部品の共通化、デザインの自由度を阻害するという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、部品の共通化、デザインの自由度を阻害することのない携帯電話機及びこれに類する機器装置のキーボタン構造とその形成方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のキーボタン構造は、押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部が形成された複数の入力ボタンと、基板上に配置された複数の電極と、前記入力ボタンが操作されたとき前記押下圧力伝達用突起部に押下されて前記複数の電極のうちの隣り合う２つに接触してそれらを接続する、各入力ボタンに対向してそれぞれ設けられた複数のドームスイッチと、により構成されたキーボタン構造において、前記ドームスイッチの作動中心線と前記入力ボタンの入力圧中心線が一致しておらず、押下圧力伝達用突起部は、ドームスイッチの作動中心線が通る位置に設けられており、倒れ防止用突起部は、入力ボタンの入力圧中心線から見て、ドームスイッチの作動中心線および押下圧力伝達用突起部の反対側に位置し、押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部との間に、押下圧力伝達用突起部から倒れ防止用突起部に向かう方向に沿って上り勾配の傾斜部が設けられており、複数の入力ボタンと、複数の入力ボタンを接続するボタン接続部とが一体形成され、ボタン接続部が基板上に重ねられており、押下圧力伝達用突起部から見て、倒れ防止用突起部と反対側で、押下圧力伝達用突起部とボタン接続部との間に凹部が設けられていることによって、入力ボタンの押下圧が、押下圧力伝達用突起部の底面から均等にドームスイッチに加わるように構成されている。
【００１０】
入力ボタンの底面に押下圧力伝達用突起部と前記入力ボタンの倒れ防止用突起部が一体成形で形成されたものを含む。
【００１２】
本発明のキーボタン構造の形成方法は、入力ボタンに押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部を形成し、基板上に複数の電極を配置し、前記入力ボタンが操作されたとき押下圧力伝達用突起部に押下されて前記複数の電極のうちの隣り合う２つに接触してそれらを接続するドームスイッチを、各入力ボタンに対向する位置にそれぞれ形成する、キーボタン構造の形成方法において、各入力ボタンとドームスイッチとを、前記ドームスイッチの作動中心線と前記入力ボタンの入力圧中心線とが一致しないようにずらして配置し、押下圧力伝達用突起部を、ドームスイッチの作動中心線が通る位置に設け、倒れ防止用突起部を、入力ボタンの入力圧中心線から見て、ドームスイッチの作動中心線および押下圧力伝達用突起部の反対側の位置に設け、押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部との間に、押下圧力伝達用突起部から倒れ防止用突起部に向かう方向に沿って上り勾配の傾斜部を設け、複数の入力ボタンと、複数の入力ボタンを接続するボタン接続部とを一体形成し、ボタン接続部を基板上に重ね、押下圧力伝達用突起部から見て、倒れ防止用突起部と反対側で、押下圧力伝達用突起部とボタン接続部との間に凹部を設けることによって、入力ボタンの押下圧が、押下圧力伝達用突起部の底面から均等にドームスイッチに加わるように構成した。
【００１３】
入力ボタンの底面に押下圧力伝達用突起部と前記入力ボタンの倒れ防止用突起部とを一体成形で形成するものを含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の参考例および実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態である携帯電話機のキーボタン構造のうち、入力ボタン付近について入力面側から見た模式図である。図１で、機器本体ケース６に入力ボタン１が複数個配置されている。
【００１７】
図２は、図１の入力ボタン１の一つを拡大した模式図であり、図３は、図２に対応した図で、機器本体ケース６と入力ボタン１を取り外した状態を示す模式図である。図３では、内部に実装された基板８上にドームスイッチ７が配置されていることを示している。
【００１８】
図４は、図２、および図３で示すＸ１−Ｘ２の部分で切った本発明の参考例のキーボタン構造の断面図である。
【００１９】
図４において、基板８と機器本体ケース６は固定されており、相対位置が変わることはない。入力ボタン１は入力圧を受ける面を機器本体ケース６に開けた穴から露出させており、基板８に面した裏面側に突起部Ａ２、突起部Ｂ３が形成されている。突起部Ａ２の底面は入力ボタン１が受けた入力圧をドームスイッチ７に伝達する面である。また、入力ボタン１はボタン接続部５を介して、他の入力ボタン１と一体のシート上に形成されている。当然入力ボタン１に配置した突起部Ａ２、突起部Ｂ３も入力ボタン１の本体とボタン接続部５を含めて、プラスチックあるいは硬度の高いゴムによる一体構造となっている。ドームスイッチ７は図４に示すＸ１−Ｘ２断面と図３の上面形状で示すとおり、ドーム状に成形された薄板で、導電性を有する、金属あるいは樹脂により形成され板バネとしての機能を有している。ドームスイッチ７は基板８上に配置した電極Ａ９と常時接触している。説明を簡単にするため図には示していないがドームスイッチ７はビニール系の薄いシートで覆うように基板８に貼り付けられる。ドームスイッチ７が入力ボタン１の突起部Ａ２の底面から頂点部に押し圧力を受けることによりドームスイッチ７が潰れて、電極Ａ９と電極Ｂ１０が導通する構造である。
【００２０】
図５は、図４のキーボタン構造の入力ボタン１に押下圧が加えられた状態を示している。
【００２１】
本参考例では、図４で示すとおり、ボタン中心線１１とドームスイッチ中心線１２がずれている場合を想定していて、突起部Ｂ３は入力ボタン１が押下圧を受けて基板８方向に押し込まれた際に、ボタン中心線１１からドームスイッチ７がずれた方向と反対側に配置されていて、入力ボタン１が傾くのを防ぐ機能を有している。
【００２２】
また、入力ボタン１の中央部を中心に加わる押下圧の伝達が、中心位置のずれている突起部Ａの底面１３に均一に伝達されるようにするため、突起部Ａ２の突起部Ｂ３に対応する側に傾斜部１４が形成されている。これは、入力ボタン１が突起部Ａ２および突起部Ｂ３による二点支持になることから、突起部Ａ２、突起部Ｂ３間の押下圧による反りが出ないよう、入力ボタン１の基板８面側の形状を非対称にして入力ボタン１の剛性を強化させるものである。
【００２３】
本参考例のキーボタン構造は、入力ボタンの底面に押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部が形成され、入力ボタンの剛性が強化されているので、ドームスイッチの作動中心線と入力ボタンの入力圧中心線が一致しない場合に、入力ボタンに押下圧を加えた状態において、電極の接触不良を起すことが防がれる。
【００２４】
図６は、本発明の実施形態である携帯電話機のキーボタン構造の断面図である。
【００２５】
図６のキーボタン構造では、図４のキーボタン構造のうち、入力ボタン１に凹部４が付加されている。
【００２６】
図４のキーボタン構造では、傾きを防ぐための突起部Ｂ３が成形されており、また、入力ボタン１が突起部Ａ２および突起部Ｂ３による二点支持になることから、突起部Ａ２、突起部Ｂ３間の押下圧による反りが出ないよう、剛性強化のために突起部Ａ２から傾斜部１４が設けられているので、図５に示すように、押下圧を加えた状態のとき、入力ボタン１の傾きは改善される。しかしながら、入力押下圧の伝達中心は依然として作用点１５付近となるため、製造上の誤差などで場合によっては、ドームスイッチ７のつぶし込みが不安定になるおそれがないとはいえない。
【００２７】
図６における凹部４はこの問題点を改善するためのものである。図７は図６のキーボタン構造に対して、入力ボタン１に押下圧を加えた状態を示す図である。図５との違いは、凹部４を設けたことにより突起部Ａ２の図面で見る左側に外形上の境界面が生成され、境界面付近の剛性強化が起こり、これに伴って入力押下圧の伝達効率が向上したことである。これにより、図６に示す突起部Ａ２の底面１３部分の伝達圧力が均一化されることで、ドームスイッチ７に対し理想的な押下圧力を伝達することが可能となり、電極Ａ９と電極Ｂ１０間の確実な導通を得ることができる。
【００２８】
以上に述べた参考例および実施形態は、
広い押下面積を有する携帯電話のキーボタンなどのスイッチ部に対し、入力ボタンの底面に押下圧力伝達部とボタンの倒れ防止部を一体成形で製造配置するので、
１．その適用機器の薄型軽量化について改善する。
２．既存部品の流用性向上、歩留まりの向上、小型で取り扱いが容易、さらに大きさ、仕様共に任意に設計可能であり、デザイン的自由度を上げる。
３．上記構造を本体に組み立てるまでの作業方法の改善に寄与する
という効果がある。
【００２９】
（発明の他の実施の形態）
上述した実施の形態では、携帯電話機のキーボタン構造について説明したが、本発明は携帯電話機のキーボタン構造に限定されるものではなく、同様のキーボタン構造を持つ機器、装置に対して適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、入力ボタンの押下圧が突起部の底面から均等にドームスイッチに加わるように構成することにより、ドームスイッチの作動中心線と入力ボタンの入力圧中心線が一致しない場合に、入力ボタンの部分的な潜り込みを防がれ、突起部の底面とドームスイッチの接触部の角度変化を少なくすることができ、
また、さらに、突起部の入力ボタンの中心側と反対に凹部を設けることにより、突起部の周囲にある入力ボタン本体の剛性を調整して突起部の底面に加わる押圧を均一にし、入力ボタンとドームスイッチが偏芯していても、確実にドームスイッチを作動させることができるという効果があり、
したがって、
１．広い押下面積を有する携帯電話のキーボタンなどのスイッチ部に対し、その適用機器の薄型軽量化について改善し、
２．既存部品の流用性向上、歩留まりの向上、取り扱いの容易性、さらに大きさ、仕様共に任意に設計可能であり、デザイン的自由度を向上し、
３．上記構造を本体に組み立てる作業方法の改善に寄与する
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である携帯電話機のキーボタン構造の入力ボタン１付近について入力面側から見た模式図である。
【図２】図１の入力ボタン１の一つを拡大した模式図である。
【図３】図２に対応した図で、機器本体ケース６と入力ボタン１を取り外した状態を示す模式図である。
【図４】図２、および図３で示すＸ１−Ｘ２の部分で切った本発明の参考例のキーボタン構造の断面図である。
【図５】図４の構造に対して入力ボタン１の押下圧を加えた状態をあらわす図である。
【図６】本発明の実施形態である携帯電話機のキーボタン構造の断面図である。
【図７】図６の入力ボタン１に押下圧を加えたときのの断面図である。
【図８】キーボタン構造の従来例の断面図であって、ボタン中心線とドームスイッチ中心線が一致する一般的な場合を示す。
【図９】図８の入力ボタン２１に押下圧を加えたときのキーボタン構造の断面図である。
【図１０】図８のキーボタン構造に対応する他の従来例の断面図であって、ボタン中心線とドームスイッチ中心線が一致しない場合を示す。
【図１１】図１０の入力ボタン２１に押下圧を加えたときのキーボタン構造の断面図である。
【符号の説明】
１入力ボタン
２突起部Ａ
３突起部Ｂ
４凹部
５ボタン接続部
６機器本体ケース
７ドームスイッチ
８基板
９電極Ａ
１０電極Ｂ
１１ボタン中心線
１２ドームスイッチ中心線
１３突起部Ａの底面
１４傾斜部
１５作用点

Claims

押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部が形成された複数の入力ボタンと、基板上に配置された複数の電極と、前記入力ボタンが操作されたとき前記押下圧力伝達用突起部に押下されて前記複数の電極のうちの隣り合う２つに接触してそれらを接続する、前記各入力ボタンに対向してそれぞれ設けられた複数のドームスイッチと、により構成されたキーボタン構造において、
前記ドームスイッチの作動中心線と前記入力ボタンの入力圧中心線が一致しておらず、
前記押下圧力伝達用突起部は、前記ドームスイッチの作動中心線が通る位置に設けられており、
前記倒れ防止用突起部は、前記入力ボタンの入力圧中心線から見て、前記ドームスイッチの作動中心線および前記押下圧力伝達用突起部と反対側に位置し、
前記押下圧力伝達用突起部と前記倒れ防止用突起部との間に、前記押下圧力伝達用突起部から前記倒れ防止用突起部に向かう方向に沿って上り勾配の傾斜部が設けられており、
複数の前記入力ボタンと、複数の前記入力ボタンを接続するボタン接続部とが一体形成され、前記ボタン接続部が前記基板上に重ねられており、
前記押下圧力伝達用突起部から見て、前記倒れ防止用突起部と反対側で、前記押下圧力伝達用突起部と前記ボタン接続部との間に凹部が設けられていることによって、
前記入力ボタンの押下圧が、前記押下圧力伝達用突起部の底面から均等に前記ドームスイッチに加わるように構成されている
ことを特徴とするキーボタン構造。
前記入力ボタンの底面に、前記押下圧力伝達用突起部と前記倒れ防止用突起部が一体成形で形成されている、請求項１記載のキーボタン構造。
入力ボタンに押下圧力伝達用突起部と倒れ防止用突起部を形成し、基板上に複数の電極を配置し、前記入力ボタンが操作されたとき前記押下圧力伝達用突起部に押下されて前記複数の電極のうちの隣り合う２つに接触してそれらを接続するドームスイッチを、前記各入力ボタンに対向する位置にそれぞれ形成する、キーボタン構造の形成方法において、
前記各入力ボタンと前記ドームスイッチとを、前記ドームスイッチの作動中心線と前記入力ボタンの入力圧中心線とが一致しないようにずらして配置し、
前記押下圧力伝達用突起部を、前記ドームスイッチの作動中心線が通る位置に設け、
前記倒れ防止用突起部を、前記入力ボタンの入力圧中心線から見て、前記ドームスイッチの作動中心線および前記押下圧力伝達用突起部の反対側の位置に設け、
前記押下圧力伝達用突起部と前記倒れ防止用突起部との間に、前記押下圧力伝達用突起部から前記倒れ防止用突起部に向かう方向に沿って上り勾配の傾斜部を設け、
複数の前記入力ボタンと、複数の前記入力ボタンを接続するボタン接続部とを一体形成し、前記ボタン接続部を前記基板上に重ね、
前記押下圧力伝達用突起部から見て、前記倒れ防止用突起部と反対側で、前記押下圧力伝達用突起部と前記ボタン接続部との間に凹部を設けることによって、
前記入力ボタンの押下圧が、前記押下圧力伝達用突起部の底面から均等に前記ドームスイッチに加わるように構成する
ことを特徴とする、キーボタン構造の形成方法。
前記入力ボタンの底面に、前記押下圧力伝達用突起部と前記倒れ防止用突起部とを一体成形で形成する、請求項３記載のキーボタン構造の形成方法。