キースイッチ及びこれを有する電子機器
【課題】完全な誤操作防止機能を実現する押圧式のキースイッチを提供すること。
【解決手段】キートップ３１と、キートップ３１に対応する位置に接点スイッチ１１を有するベース１４と、接点スイッチ１１を覆い被せるようにベース１４上に載置されるとともにキートップ３１からの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体２１と、を備え、台状弾性体２１は、台２１ａの端部の一部に突出部（２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有する。
【解決手段】キートップ３１と、キートップ３１に対応する位置に接点スイッチ１１を有するベース１４と、接点スイッチ１１を覆い被せるようにベース１４上に載置されるとともにキートップ３１からの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体２１と、を備え、台状弾性体２１は、台２１ａの端部の一部に突出部（２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧式のキースイッチ及びこれを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯通信端末においては、狭い操作領域の中に複数のキースイッチが配置される潮流がある。そのような潮流において、誤って操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチを作動させてしまう誤操作の防止が求められている。
【０００３】
誤操作の防止の観点から、特許文献１に記載の押釦スイッチ（キースイッチ）では、接点スイッチとキートップとの間に、硬質シートと軟質シートとが互いに固着されずに配置されている。また、このキースイッチでは、軟質シートの上にキートップが接着剤によって固定され、押下時に硬質シートは軟質シートと独立して撓むため、硬質シートと軟質シートとの間に間隙が発生する構造となっている。このように、押下時に硬質シートが隣接するキースイッチと連動することなく撓むことで各キースイッチが独立に動作するので、操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチの連動による誤入力を防止することができる構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のキースイッチの構造では、指が触れるなどで操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチに押下力が加わる場合、隣接するキースイッチが作動してしまい、その誤操作防止機能が失われてしまう。そのため、キースイッチとしての誤操作防止機能は十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の視点においては、キースイッチにおいて、キートップと、前記キートップに対応する位置に接点スイッチを有するベースと、前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体と、を備え、前記台状弾性体は、台の端部の一部に突出部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記突出部は、前記台が前記キートップからの押付を受けたときに押付方向に平行でない方向が広がるように構成されることが好ましい。
【０００８】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台は、前記キートップからの押付を受ける天板部を備え、前記突出部は、前記天板部の側端面の所定の位置から延在するとともに前記キートップからの押付により弾性変形する側壁部と、前記側壁部から延在するとともに前記ベース上でスライド可能な足部と、前記足部から前記キートップ側に突出した突起部と、を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記側壁部の一部又は全部は、前記台状弾性体における前記側壁部以外の部分の剛性よりも低くなるように構成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体は、前記側壁部と前記足部との結合部分に切欠部を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体と前記キートップとの間に配置されたキーシートを備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップは、前記キーシートと一体であることが好ましい。
【００１３】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台上に配置されたスペーサを備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記側壁部が弾性変形して前記足部がスライド可能となるように前記台状弾性体を前記ベースに固定する固定シートを備え、前記ベースは、前記台状弾性体側の面において、前記接点スイッチが搭載されるスイッチ搭載部の周囲に、前記スイッチ搭載部よりも低い凹部を有し、前記足部は、前記凹部の底面上でスライド可能に配され、前記固定シートは、前記足部上を通るように配された梁部を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体は、金属板よりなることが好ましい。
【００１６】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップの厚みは、中央が厚く、かつ、端部が薄いことが好ましい。
【００１７】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップと隣接して配された他のキートップと、前記ベース上の前記他のキートップと対応する位置に配された他の接点スイッチと、前記他の接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに、前記他のキートップからの押付によって弾性変形し、かつ、前記台状弾性体と同様な構成部を有する他の台状弾性体と、を備え、前記台状弾性体及び前記他の台状弾性体は、それぞれ、前記側壁部を少なくとも２個以上有し、前記台状弾性体の前記側壁部は、前記他の台状弾性体の前記側壁部と対向して配置され、前記台状弾性体の前記足部は、前記他の台状弾性体の前記足部と抵触しないように配置されることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体の前記突起部は、前記台状弾性体が前記キートップからの押付を受けたときに、前記他の台状弾性体の前記天板部と前記ベースとの間に挿入されることが好ましい。
【００１９】
本発明の第２の視点においては、電子機器において、前記キースイッチを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、キートップと接点スイッチとの間に配された台状弾性体の天板部の側端面の所定の位置から延在した部分にキートップ側に突出した突起部を設けることで、押付操作対象のキートップを操作した時に、当該突起部が隣接するキートップの天板部の下に挿入され、隣接するキートップに係る台状弾性体のベース層側への動きが規制されるので、隣接するキートップを誤って作動させてしまう誤操作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の構成を模式的に示した斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の側壁部の形状パターンを模式的に示した（Ａ）テーパ形状型、（Ｂ）凸形状型、（Ｃ）凹形状型の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の変形例の構成を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【図６】本発明の実施例１に係るキースイッチの押付操作を説明するための（Ａ）押付操作前の断面図、（Ｂ）押付操作後の断面図である。
【図７】本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施例３に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係るキースイッチでは、キートップ（図１の３１）と、前記キートップに対応する位置に接点スイッチ（図１の１１）を有するベース（図１の１４）と、前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体（図１の２１）と、を備え、前記台状弾性体は、台（図１の２１ａ）の端部の一部に突出部（図１の２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。図２は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の構成を模式的に示した斜視図である。図３は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の側壁部の形状パターンを模式的に示した（Ａ）テーパ形状型、（Ｂ）凸形状型、（Ｃ）凹形状型の概略断面図である。図４は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の変形例の構成を模式的に示した斜視図である。図５は、本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【００２４】
キースイッチは、押しボタン式のスイッチであり、携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯通信端末、パーソナルコンピュータやワークステーション等の設置型電算機、及び入力操作を必要とする電子機器全般に適用および搭載することができるものである。キースイッチは、ベース層１０側からベース層１０、台状弾性体層２０、キートップ層３０の順に積層した構成となっている（図１、図５参照）。
【００２５】
ベース層１０は、ベース１４上にキースイッチ用回路（図示せず）が形成されており、キースイッチ用回路においてキートップ層３０のキートップ３１、３２、３３（又は台状弾性体２１、２２、２３）と対応する位置に接点スイッチ１１、１２、１３がアレイ状（ライン状でも可）に配置された層である（図１、図５参照）。
【００２６】
ベース１４は、キースイッチ用回路（図示せず）が形成された基材（基体）である。なお、ベース１４は、回路配線が直接形成されたものでなく、回路配線が形成された基体と金属や樹脂などの剛性の高い基板とを固着して、一体としたものでもよい。固着方法の例として、接着剤による接着や粘着テープによる貼り付け、熱による溶着等が挙げられる。ベース１４上には、台状弾性体２１の足部２１ｃが載置されている（台状弾性体２２、２３の足部についても同様）。
【００２７】
接点スイッチ１１、１２、１３は、押付操作の作用により当該キースイッチ用回路を作動させるスイッチである。接点スイッチ１１、１２、１３には、例えば、ドーム状スイッチ、バネ状スイッチ、メンブレンスイッチ、静電容量型スイッチなどを用いることができる。接点スイッチ１１、１２、１３は、ベース１４上のキースイッチ用回路に対応する位置に配置され、接着剤、粘着シート、ハンダ付け、熱溶着などの接着手段によってベース１４に固定されている。接点スイッチ１１、１２、１３は、対応する台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａ、２２ａ、２３ａと対向している。
【００２８】
台状弾性体層２０は、複数の台状弾性体２１、２２、２３がアレイ状（ライン状でも可）に組み合わさって配列された層である（図１、図５参照）。台状弾性体層２０では、隣り合う台状弾性体２１、２２、２３の足部２１ｃが互いに抵触しないように配されている。なお、台状弾性体層２０は、複数の接点スイッチ１１、１２、１３を１個の台状弾性体が覆うような構成であってもよい。
【００２９】
台状弾性体２１、２２、２３は、台状に形成した弾性体である（図１、図２参照）。台状弾性体２１、２２、２３は、対応する接点スイッチ１１、１２、１３を覆い被せるようにベース１４上に載置されている。つまり、台状弾性体２１、２２、２３は、天板部２１ａ、２２ａ、２３ａが接点スイッチ１１、１２、１３と対向するとともに、足部２１ｃがベース１４上に載置されるように配置されている。台状弾性体２１、２２、２３は、キートップ層３０側からベース層１０側への押付によって変形し、かつ、押付を解除すれば押付前の状態に復元する復元力がある。そのため、台状弾性体２１、２２、２３の材料には、ＳＵＳ系材料などの金属、ポリエチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、塩化ビニル系などの樹脂などのように弾性強度の強いものを用いることが好ましい。台状弾性体２１、２２、２３には、金属板を加工したものを用いることができる。台状弾性体２１は、構成部分として、天板部２１ａと、側壁部２１ｂと、足部２１ｃと、突起部２１ｄと、押し子２１ｅとから構成されている（図２参照）。各構成部２１ａ〜２１ｅは、一体の成形物で構成されてもよい。台状弾性体２２、２３も、台状弾性体２１と同様な構成部分から構成されている。なお、各台状弾性体２１、２２、２３の構成部については、台状弾性体２１の構成部に着目して、以下説明する。
【００３０】
天板部２１ａは、台状弾性体２１における台の上部（天板面）に配された部分である。天板部２１ａのキートップ層３０側から見たときの形状は、側壁部２１ｂが結合できる形状になっており、例えば、正方形状や長方形状、多角形状、円状、楕円状、又はそれらを組み合わせた形状などにすることができる。天板部２１ａの表面形状（キートップ層３０側の面、ベース層１０側の面の形状）は、図１では平面となっているが、キートップ層３０側の面、及び、ベース層１０側の面の一方又は両方が凸状曲面形状、凹状曲面形状、ベース１４または足部２１ｃと平行でない形状などにすることができる。天板部２１ａは、側端面において、隣接する各台状弾性体２２、２３に対応するように、側壁部２１ｂと結合する少なくとも１個以上（図２では６個）の結合部２１ｆを有するとともに、側壁部２１ｂと結合しない少なくとも１個以上（図２では６個）の非結合部２１ｇを端部に有する。天板部２１ａのキートップ層３０側の面は、部分的又は全体的にキーシート３４のベース層１０側の面に固着されている。天板部２１ａのベース層１０側の面は、ベース１４のキートップ層３０側の面と所定の間隔をおいて対向するように配されている。天板部２１ａのベース層１０側の面には、接点スイッチ１１、１２、１３の頂部と対応する位置に押し子２１ｅが形成されている。
【００３１】
側壁部２１ｂは、台状弾性体２１における台の側壁部に配された部分である。側壁部２１ｂは、天板部２１ａの側端面の所定の位置に結合されるとともに、天板部２１ａから外側の斜めのベース層１０側に延在している。つまり、側壁部２１ｂは、天板部２１ａ及び足部２１ｃに対して平行でなく、かつ、天板部２１ａとの結合部２１ｆから天板部２１ａの外側に向かって延在している。側壁部２１ｂの形状は、図３（Ａ）に示すような平坦なテーパ形状、図３（Ｂ）に示すようなキートップ層３０側に膨らんだ曲面形状、図３（Ｃ）に示すようなキートップ層３０側から凹んだ曲面形状などにすることができる。側壁部２１ｂの幅については、図２では一定の幅であるが、隣接する台状弾性体２２、２３の側壁部と抵触（干渉）しなければ一定（一様）である必要はない。そのため、側壁部２１ｂは、例えば、テーパ形状や楕円形状などのような、幅が一定（一様）でない形状でもよい。側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分（結合部２１ｆ）は、天板部２１ａより剛性が低いことが好ましい。例えば、側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分の厚みを他の部分より薄くした構造や、側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分の一部を切り欠いた構造にすることができる。また、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分を蛇腹状にして復元力を発生する構造としてもよい。
【００３２】
足部２１ｃは、側壁部２１ｂの先端部分に結合されるとともに、側壁部２１ｂから水平方向（天板部２１ａのキートップ層３０側の面と同じ方向）の外側に延在した足状の部分である。足部２１ｃのベース層１０側の面は、ベース１４のキートップ層３０側の面に対してスライド可能なスライド面となる。足部２１ｃのベース層１０側の面は、押付操作中にベース１４のキートップ層３０側の面をスライドするので、摩擦係数を低減した状態が好ましい。そのため、足部２１ｃのベース層１０側の面は、低摩擦係数となるように、例えば、研磨仕上げされた状態、フッ素系の表面処理が施された状態、シリコン系やフッ素系などからなる低摩擦の塗装を設けた状態などにすることができる。足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分は、足部２１ｃや突起部２１ｄより剛性が低いことが好ましい。例えば、足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分の厚みを他の部分より薄くした構造や、図４に示すような足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分の一部を切り欠いた切欠部２１ｈを有する構造とすることができる。
【００３３】
突起部２１ｄは、足部２１ｃの先端部に結合されるとともに、足部２１ｃから垂直方向（天板部２１ａのキートップ層３０側の面に対する垂直方向）のキートップ層３０側に突出した部分である。突起部２１ｄは、台状弾性体２１に係るキートップ３１の押付操作中に、隣接する台状弾性体２２、２３に係るキートップ３２、３３の誤操作を防止するために、台状弾性体２２、２３の天板部がベース層１０側に移動するのを係止するストッパとなる。突起部２１ｄの高さは、押し子２１ｅの厚みと押付操作完了時の接点スイッチ１１の厚みとの和より大きく、かつ、ベース１４のキートップ層３０側の面から天板部２１ａのベース層１０側の面までの距離（高さ）より小さい寸法である。したがって、突起部２１ｄの形状は、直方体、立方体、半球、半楕円球、角錐状、円錐状などの突起形状であればよい。また、突起部２１ｄは、足部２１ｃと一体の成形物でも、接着剤による接着や融解物の凝固などで足部２１ｃ上に成形、構成されてもよい。突起部２１ｄは、隣接する台状弾性体２２、２３に対して少なくとも１個以上あればよい。また、突起部２１ｄは、接点スイッチ１１、１２、１３上に配置されてもよい。
【００３４】
押し子２１ｅは、天板部２１ａのベース層１０側の面において接点スイッチ１１と対向する位置から突出した部分である（図１参照）。押し子２１ｅは、押付操作によってキートップ３１に加えられた荷重を接点スイッチ１１に伝える際に、荷重の分散を防ぐ効果がある。そのため、押し子２１ｅは、台状弾性体２１と分離していてもよく、天板部２１ａに配置されずに天板部２１ａと接点スイッチ１１との間に配置されていれば、同様の効果がある。
【００３５】
台状弾性体層２０において、台状弾性体２１、２２、２３の配置関係は、互いに隣接する台状弾性体２１、２２、２３の側壁部２１ｂのある部分とない部分が互い違いに交錯するように配置される（図１、図５参照）。また、台状弾性体層２０において、台状弾性体２１の突起部２１ｄの頂面と、隣接する台状弾性体２２、２３の天板部のベース層１０側の面との最小距離は、押付操作時に側壁部２１ｂが外側に広がるように潰れ、突起部２１ｄがベース１４の面方向に移動する距離より短い。また、全ての台状弾性体２１、２２、２３の大きさは均一なくてもよく、台状弾性体２１の突起部２１ｄの頂面と、隣接する台状弾性体２２、２３の天板部１６ａのベース層１０側の面との最小距離の条件を満たしていれば、台状弾性体２１、２２、２３の大きさは互いに異なっていてもよい。
【００３６】
キートップ層３０は、キーシート３４上に複数のキートップ３１、３２、３３が配置された層である（図１、図５参照）。
【００３７】
キートップ３１、３２、３３は、押しボタンである。キートップ３１、３２、３３は、キーシート３４の表面にて、接点スイッチ１１、１２、１３と対応する位置に固着されている。キートップ３１、３２、３３は、表面が電子機器の外部に露出し、人の指などによる押付操作を受ける。キートップ３１、３２、３３には、その表面やその反対面に、数字や文字、記号、模様などの模様が印刷、刻印、金属箔の転写などにより施されている。キートップ３１、３２、３３の表面は、平坦でなくてもよい。各キートップ３１、３２、３３の配置は、押付操作に対応する各接点スイッチ１１、１２、１３のキートップ層３０側にて台状弾性体２１、２２、２３とキーシート３４を介して配置される。また、１個のキートップ３１、３２、３３が複数の接点スイッチ１１、１２、１３にまたがるような配置でもよい。
【００３８】
キーシート３４は、片面または両面の一部に粘着部を備えた剛性の低いシートである。キーシート３４には、ベース層１０側の面にて台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａのキートップ層３０側の面の一部又は全部が固着されるとともに、表面にてキートップ３１、３２、３３の一部又は全部が固着される。キーシート３４とキートップ３１、３２、３３及び台状弾性体２１、２２、２３との固着方法として、接着剤や粘着テープなどによる接着や熱などによる溶着などが挙げられる。また、キーシート３４とキートップ３１、３２、３３とは、ＵＶ硬化やモールド成形などによって成形された一体物であってもよい。キーシート３４の材料は、シリコン系ゴムやエラストマーなどの低弾性材料を用いることが好ましい。また、キーシート３４の厚みは、０．１ｍｍ程度かそれ以下の厚みであることが好ましい。これは、押付時に隣接するキースイッチの連動が抑制され、押付操作に必要な荷重が減少され、操作者の押付操作時の負担を軽減する効果がある。
【００３９】
以上のような構成のキースイッチの電子機器への設置については、ベース１４（接点スイッチ１１、１２、１３付き）とキーシート３４（台状弾性体２１、２２、２３、キートップ３１、３２、３３付き）とを電子機器に設置する。設置方法として、ネジ止め、カシメ、熱による溶着、接着剤や低融点固体による接着、粘着シートによる貼り付け、電子機器の筐体部品による挟持などが挙げられる。また、ベース１４とキーシート３４を別々に筐体に設置せず、両部材の一部を固着し、一体の部材とした後に、前記の設置方法で筐体に設置してもよい。
【００４０】
次に、本発明の実施例１に係るキースイッチが押付操作を受けたときの挙動とその作用について説明する。図６は、本発明の実施例１に係るキースイッチの押付操作を説明するための（Ａ）押付操作前の断面図、（Ｂ）押付操作後の断面図である。
【００４１】
キースイッチが押付操作を受ける際、人の指腹部が、例えば、キートップ３１の表面を押付けると、キートップ３１がベース層１０側に移動する。キートップ３１の移動により、キーシート３４を介して台状弾性体２１の天板部２１ａにベース層１０側への荷重が伝達する。台状弾性体２１への荷重により、剛性の低い側壁部２１ｂがベース層１０側に潰れるように変形し、足部２１ｃがベース１４に沿って天板部２１ａから離れる方向にスライドする。その結果、足部２１ｃ上に配置された突起部２１ｄも足部２１ｃと連動して天板部２１ａから離れる方向に移動し、突起部２１ｄが隣接する台状弾性体２２、２３の天板部２２ａ、２３ａとベース１４との間に挿入される。天板部２２ａ、２３ａとベース１４との間に突起部２１ｄが挿入された状態では、誤操作でキートップ３２、３３を押付けても突起部２１ｄによって天板部２２ａ、２３ａのベース層１０側への動きが規制され、接点スイッチ１２、１３が作動しなくなるとともに、台状弾性体２２、２３がそれ以上ベース層１０側に潰れる変形が発生せず、台状弾性体２２、２３の突起部２２ｄ、２３ｄが押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の天板部２１ａとベース１４との間に挿入されないので、押付操作対象のキートップ３１に係る接点スイッチ１１の作動を阻害しない。
【００４２】
また、押付操作終了後に押付荷重が開放された状態においては、台状弾性体２１、及び隣接する台状弾性体２２、２３は、自身の弾性またはキーシート３４の弾性により、それぞれ押付操作前の形状に復帰する。
【００４３】
また、指腹部の中心が凸であるという人の指形状の特徴上、押付操作対象のキートップ３１が隣接するキートップ３２、３３ｂより先に押下される。そのため、押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の突起部２１ｄは、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３の天板部２２ａ、２３ａの下に挿入されるが、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３の突起部２２ｄ、２３ｄは、押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の天板部２１ａの下に挿入されない。そのため、押付操作対象のキートップ３１に係るキースイッチのみが作動し、隣接するキートップ３２、３３に係るキースイッチは作動することがない。
【００４４】
実施例１によれば、対応するキートップ３１、３２、３３と接点スイッチ１１、１２、１３との間に配された台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａの側端面の所定の位置から延在した部分にキートップ側に突出した突起部２１ｄを設けることで、押付操作対象のキートップ２１を操作した時に、当該突起部２１ｄが隣接するキートップ２２、２３の天板部の下に挿入され、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３のベース層１０側への動きが規制されるので、隣接するキートップ３２、３２に係る接点スイッチ１２、１３を誤って作動させてしまう誤操作を防止することができる。
【実施例２】
【００４５】
本発明の実施例２に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図７は、本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。図８は、本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【００４６】
実施例２に係るキースイッチでは、実施例１に係るキースイッチの構成に、網状（格子状）で剛性の高い板状の固定シート５０を、台状弾性体層２０とキートップ層３０の間に配置するとともに、ベース４４におけるスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ間の領域に凹部４４ｄを設けたものである。その他の台状弾性体層２０、キートップ層３０、接点スイッチ４１、４２、４３の構成は実施例１と同様である。
【００４７】
ベース４４は、実施例１のベース（図１の１４）と同様に、キースイッチ用回路（図示せず）が形成された基材（基体）である。また、ベース４４の表面において、接点スイッチ４１、４２、４３が搭載されていない領域では、台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）が載置される領域にスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃのキートップ層３０側の面より低い凹部４４ｄが形成されている。スイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃのキートップ層３０側の面と凹部４４ｄの底面との高低差は、台状弾性体２１、２２、２３の突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄが存在しない領域の足部の高さ（厚さ）より高い。凹部４４ｄの表面上には、台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）の底面がスライド可能に配置されている。凹部４４ｄの水平方向幅は、台状弾性体２１、２２、２３を押し潰して足部（図７では２１ｃのみ指示）が広がった時に凹部４４ｄの側壁面に係止されないように設定されている。
【００４８】
固定シート５０は、網状（格子状）で剛性の高い板状（シート状）の部材である。固定シート５０は、台状弾性体２１、２２、２３を押し潰し可能（側壁部が押し潰れて足部がスライド可能）にベース４４に位置固定する。固定シート５０は、ベース４４の表面のうちスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４及び凹部４４ｄが存在しない領域の一部に固着される。固定シート５０とベース４４との固着方法は、接着剤を用いた接着や熱による溶着、ボスと孔を設けたカシメ、スポット溶接などにより実現される。固定シート５０は、台状弾性体層２０とキートップ層３０との間に配置される。固定シート５０は、隣接する台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）上における突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ間のスペースを通るように配された梁部を有する。固定シート５０の梁部で囲まれた空所には、各台状弾性体２１、２２、２３の台状部分（天板部、側壁部を含む部分）が配置されている。なお、台状弾性体２１の台状部分以外の部分（突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄを含む部分）は、隣接する台状弾性体２２、２３の台状部分を囲む固定シート５０の空所に配置されることになる。
【００４９】
固定シート５０は、導光材や照光材、配線材を用いて構成することができる。固定シート５０を導光材や照光材とした場合、キースイッチへの照光を行うことができ、薄型化を実現するという効果がある。また、固定シート５０を配線材としても、同様に薄型化を実現できるという効果がある。
【００５０】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、以下のような効果を奏する。つまり、実施例２に係るキースイッチでは、ベース４４の凹部４４ｄの底面と固定シート５０のベース層１０側の面との間に間隙が発生する。当該間隙中に台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）が配置されることで、押付操作時に、例えば、台状弾性体２１が変形する際の側壁部２１ｂの変形を促す。つまり、当該間隙は、足部２１ｃ及び突起部２１ｄが台状弾性体２１の外側に広がる際のガイドとなる。その結果、突起部２１ｄが隣接する台状弾性体２２、２３の天板部とベース４４との間に挿入される機構が、狭い空間内で実現される。また、固定シート５０がベース４４に固着されるため、キースイッチの剛性を向上させることができる。
【実施例３】
【００５１】
本発明の実施例３に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図９は、本発明の実施例３に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【００５２】
実施例３に係るキースイッチでは、実施例１（図１参照）のようにキーシート３４のベース層１０側の面に台状弾性体２１、２２、２３を直接固着せず、台状弾性体２１、２２、２３ごとに分けられたスペーサ６０を介してキーシート３４と台状弾性体２１、２２、２３を固定したものである。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００５３】
スペーサ６０は、一方の面（ベース層１０側の面）を台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａのキートップ層３０側の面の一部又は全部に固着され、他方の面（キートップ層３０側の面）をキーシート３４のベース層１０側の面の所定の領域の一部又は全部に固着される。スペーサ６０は、押付方向から見て、対応する台状弾性体２１、２２、２３の天板部（図９では２１ａのみ指示）の領域に配される。スペーサ６０の押付方向から見たときの形状として、例えば、多角形、円形、楕円形、またはそれらを組み合わせた形状などが挙げられる。スペーサ６０には、圧縮方向の歪が小さい材料が用いることができる。
【００５４】
実施例３によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、スペーサ６０を介してキーシート３４と台状弾性体２１、２２、２３とを固着することで、台状弾性体２１、２２、２３及びキートップ３１、３２、３３の剛性が向上し、押付操作の安定性を向上させることができる。また、台状弾性体２１、２２、２３の天板部（図９では２１ａのみ指示）の剛性が側壁部（図９では２１ｂのみ指示）と比較して向上するため、押下荷重が分散せずに台状弾性体２１、２２、２３が潰れる変形が容易となり、足部（図９では２１ｃのみ指示）と突起部（図９では２１ｃのみ指示）の移動が滑らかになるという効果も有する。
【００５５】
なお、本発明のスイッチ機構及び電子機器は、上記実施例に基づいて説明されているが、上記実施例に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施例に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。
【００５６】
また、上記実施例において、台状弾性体、キートップ、接点スイッチ等についてアレイ状に配置されることを前提に説明したが、これに限定されるものではなく、アレイ状に配置されない場合も本発明は有効である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ ベース層
１１、１２、１３ 接点スイッチ
１４ ベース
２０ 台状弾性体層
２１、２２、２３ 台状弾性体
２１ａ、２２ａ、２３ａ 天板部（台）
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ 側壁部（突出部）
２１ｃ 足部（突出部）
２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ 突起部（突出部）
２１ｅ、２２ｅ、２３ｅ 押し子
２１ｆ 結合部
２１ｇ 非結合部
２１ｈ 切欠部
３０ キートップ層
３１、３２、３３ キートップ
３４ キーシート
４０ ベースユニット
４１、４２、４３ 接点スイッチ
４４ ベース
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ スイッチ搭載部
４４ｄ 凹部
５０ 固定シート
６０ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧式のキースイッチ及びこれを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯通信端末においては、狭い操作領域の中に複数のキースイッチが配置される潮流がある。そのような潮流において、誤って操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチを作動させてしまう誤操作の防止が求められている。
【０００３】
誤操作の防止の観点から、特許文献１に記載の押釦スイッチ（キースイッチ）では、接点スイッチとキートップとの間に、硬質シートと軟質シートとが互いに固着されずに配置されている。また、このキースイッチでは、軟質シートの上にキートップが接着剤によって固定され、押下時に硬質シートは軟質シートと独立して撓むため、硬質シートと軟質シートとの間に間隙が発生する構造となっている。このように、押下時に硬質シートが隣接するキースイッチと連動することなく撓むことで各キースイッチが独立に動作するので、操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチの連動による誤入力を防止することができる構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のキースイッチの構造では、指が触れるなどで操作対象のキースイッチに隣接するキースイッチに押下力が加わる場合、隣接するキースイッチが作動してしまい、その誤操作防止機能が失われてしまう。そのため、キースイッチとしての誤操作防止機能は十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の視点においては、キースイッチにおいて、キートップと、前記キートップに対応する位置に接点スイッチを有するベースと、前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体と、を備え、前記台状弾性体は、台の端部の一部に突出部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記突出部は、前記台が前記キートップからの押付を受けたときに押付方向に平行でない方向が広がるように構成されることが好ましい。
【０００８】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台は、前記キートップからの押付を受ける天板部を備え、前記突出部は、前記天板部の側端面の所定の位置から延在するとともに前記キートップからの押付により弾性変形する側壁部と、前記側壁部から延在するとともに前記ベース上でスライド可能な足部と、前記足部から前記キートップ側に突出した突起部と、を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記側壁部の一部又は全部は、前記台状弾性体における前記側壁部以外の部分の剛性よりも低くなるように構成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体は、前記側壁部と前記足部との結合部分に切欠部を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体と前記キートップとの間に配置されたキーシートを備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップは、前記キーシートと一体であることが好ましい。
【００１３】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台上に配置されたスペーサを備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記側壁部が弾性変形して前記足部がスライド可能となるように前記台状弾性体を前記ベースに固定する固定シートを備え、前記ベースは、前記台状弾性体側の面において、前記接点スイッチが搭載されるスイッチ搭載部の周囲に、前記スイッチ搭載部よりも低い凹部を有し、前記足部は、前記凹部の底面上でスライド可能に配され、前記固定シートは、前記足部上を通るように配された梁部を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体は、金属板よりなることが好ましい。
【００１６】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップの厚みは、中央が厚く、かつ、端部が薄いことが好ましい。
【００１７】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記キートップと隣接して配された他のキートップと、前記ベース上の前記他のキートップと対応する位置に配された他の接点スイッチと、前記他の接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに、前記他のキートップからの押付によって弾性変形し、かつ、前記台状弾性体と同様な構成部を有する他の台状弾性体と、を備え、前記台状弾性体及び前記他の台状弾性体は、それぞれ、前記側壁部を少なくとも２個以上有し、前記台状弾性体の前記側壁部は、前記他の台状弾性体の前記側壁部と対向して配置され、前記台状弾性体の前記足部は、前記他の台状弾性体の前記足部と抵触しないように配置されることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記キースイッチにおいて、前記台状弾性体の前記突起部は、前記台状弾性体が前記キートップからの押付を受けたときに、前記他の台状弾性体の前記天板部と前記ベースとの間に挿入されることが好ましい。
【００１９】
本発明の第２の視点においては、電子機器において、前記キースイッチを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、キートップと接点スイッチとの間に配された台状弾性体の天板部の側端面の所定の位置から延在した部分にキートップ側に突出した突起部を設けることで、押付操作対象のキートップを操作した時に、当該突起部が隣接するキートップの天板部の下に挿入され、隣接するキートップに係る台状弾性体のベース層側への動きが規制されるので、隣接するキートップを誤って作動させてしまう誤操作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の構成を模式的に示した斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の側壁部の形状パターンを模式的に示した（Ａ）テーパ形状型、（Ｂ）凸形状型、（Ｃ）凹形状型の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の変形例の構成を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【図６】本発明の実施例１に係るキースイッチの押付操作を説明するための（Ａ）押付操作前の断面図、（Ｂ）押付操作後の断面図である。
【図７】本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施例３に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係るキースイッチでは、キートップ（図１の３１）と、前記キートップに対応する位置に接点スイッチ（図１の１１）を有するベース（図１の１４）と、前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体（図１の２１）と、を備え、前記台状弾性体は、台（図１の２１ａ）の端部の一部に突出部（図１の２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。図２は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の構成を模式的に示した斜視図である。図３は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の側壁部の形状パターンを模式的に示した（Ａ）テーパ形状型、（Ｂ）凸形状型、（Ｃ）凹形状型の概略断面図である。図４は、本発明の実施例１に係るキースイッチにおける台状弾性体の変形例の構成を模式的に示した斜視図である。図５は、本発明の実施例１に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【００２４】
キースイッチは、押しボタン式のスイッチであり、携帯電話、ＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯通信端末、パーソナルコンピュータやワークステーション等の設置型電算機、及び入力操作を必要とする電子機器全般に適用および搭載することができるものである。キースイッチは、ベース層１０側からベース層１０、台状弾性体層２０、キートップ層３０の順に積層した構成となっている（図１、図５参照）。
【００２５】
ベース層１０は、ベース１４上にキースイッチ用回路（図示せず）が形成されており、キースイッチ用回路においてキートップ層３０のキートップ３１、３２、３３（又は台状弾性体２１、２２、２３）と対応する位置に接点スイッチ１１、１２、１３がアレイ状（ライン状でも可）に配置された層である（図１、図５参照）。
【００２６】
ベース１４は、キースイッチ用回路（図示せず）が形成された基材（基体）である。なお、ベース１４は、回路配線が直接形成されたものでなく、回路配線が形成された基体と金属や樹脂などの剛性の高い基板とを固着して、一体としたものでもよい。固着方法の例として、接着剤による接着や粘着テープによる貼り付け、熱による溶着等が挙げられる。ベース１４上には、台状弾性体２１の足部２１ｃが載置されている（台状弾性体２２、２３の足部についても同様）。
【００２７】
接点スイッチ１１、１２、１３は、押付操作の作用により当該キースイッチ用回路を作動させるスイッチである。接点スイッチ１１、１２、１３には、例えば、ドーム状スイッチ、バネ状スイッチ、メンブレンスイッチ、静電容量型スイッチなどを用いることができる。接点スイッチ１１、１２、１３は、ベース１４上のキースイッチ用回路に対応する位置に配置され、接着剤、粘着シート、ハンダ付け、熱溶着などの接着手段によってベース１４に固定されている。接点スイッチ１１、１２、１３は、対応する台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａ、２２ａ、２３ａと対向している。
【００２８】
台状弾性体層２０は、複数の台状弾性体２１、２２、２３がアレイ状（ライン状でも可）に組み合わさって配列された層である（図１、図５参照）。台状弾性体層２０では、隣り合う台状弾性体２１、２２、２３の足部２１ｃが互いに抵触しないように配されている。なお、台状弾性体層２０は、複数の接点スイッチ１１、１２、１３を１個の台状弾性体が覆うような構成であってもよい。
【００２９】
台状弾性体２１、２２、２３は、台状に形成した弾性体である（図１、図２参照）。台状弾性体２１、２２、２３は、対応する接点スイッチ１１、１２、１３を覆い被せるようにベース１４上に載置されている。つまり、台状弾性体２１、２２、２３は、天板部２１ａ、２２ａ、２３ａが接点スイッチ１１、１２、１３と対向するとともに、足部２１ｃがベース１４上に載置されるように配置されている。台状弾性体２１、２２、２３は、キートップ層３０側からベース層１０側への押付によって変形し、かつ、押付を解除すれば押付前の状態に復元する復元力がある。そのため、台状弾性体２１、２２、２３の材料には、ＳＵＳ系材料などの金属、ポリエチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、塩化ビニル系などの樹脂などのように弾性強度の強いものを用いることが好ましい。台状弾性体２１、２２、２３には、金属板を加工したものを用いることができる。台状弾性体２１は、構成部分として、天板部２１ａと、側壁部２１ｂと、足部２１ｃと、突起部２１ｄと、押し子２１ｅとから構成されている（図２参照）。各構成部２１ａ〜２１ｅは、一体の成形物で構成されてもよい。台状弾性体２２、２３も、台状弾性体２１と同様な構成部分から構成されている。なお、各台状弾性体２１、２２、２３の構成部については、台状弾性体２１の構成部に着目して、以下説明する。
【００３０】
天板部２１ａは、台状弾性体２１における台の上部（天板面）に配された部分である。天板部２１ａのキートップ層３０側から見たときの形状は、側壁部２１ｂが結合できる形状になっており、例えば、正方形状や長方形状、多角形状、円状、楕円状、又はそれらを組み合わせた形状などにすることができる。天板部２１ａの表面形状（キートップ層３０側の面、ベース層１０側の面の形状）は、図１では平面となっているが、キートップ層３０側の面、及び、ベース層１０側の面の一方又は両方が凸状曲面形状、凹状曲面形状、ベース１４または足部２１ｃと平行でない形状などにすることができる。天板部２１ａは、側端面において、隣接する各台状弾性体２２、２３に対応するように、側壁部２１ｂと結合する少なくとも１個以上（図２では６個）の結合部２１ｆを有するとともに、側壁部２１ｂと結合しない少なくとも１個以上（図２では６個）の非結合部２１ｇを端部に有する。天板部２１ａのキートップ層３０側の面は、部分的又は全体的にキーシート３４のベース層１０側の面に固着されている。天板部２１ａのベース層１０側の面は、ベース１４のキートップ層３０側の面と所定の間隔をおいて対向するように配されている。天板部２１ａのベース層１０側の面には、接点スイッチ１１、１２、１３の頂部と対応する位置に押し子２１ｅが形成されている。
【００３１】
側壁部２１ｂは、台状弾性体２１における台の側壁部に配された部分である。側壁部２１ｂは、天板部２１ａの側端面の所定の位置に結合されるとともに、天板部２１ａから外側の斜めのベース層１０側に延在している。つまり、側壁部２１ｂは、天板部２１ａ及び足部２１ｃに対して平行でなく、かつ、天板部２１ａとの結合部２１ｆから天板部２１ａの外側に向かって延在している。側壁部２１ｂの形状は、図３（Ａ）に示すような平坦なテーパ形状、図３（Ｂ）に示すようなキートップ層３０側に膨らんだ曲面形状、図３（Ｃ）に示すようなキートップ層３０側から凹んだ曲面形状などにすることができる。側壁部２１ｂの幅については、図２では一定の幅であるが、隣接する台状弾性体２２、２３の側壁部と抵触（干渉）しなければ一定（一様）である必要はない。そのため、側壁部２１ｂは、例えば、テーパ形状や楕円形状などのような、幅が一定（一様）でない形状でもよい。側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分（結合部２１ｆ）は、天板部２１ａより剛性が低いことが好ましい。例えば、側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分の厚みを他の部分より薄くした構造や、側壁部２１ｂ、及び、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分の一部を切り欠いた構造にすることができる。また、側壁部２１ｂと天板部２１ａとの結合部分を蛇腹状にして復元力を発生する構造としてもよい。
【００３２】
足部２１ｃは、側壁部２１ｂの先端部分に結合されるとともに、側壁部２１ｂから水平方向（天板部２１ａのキートップ層３０側の面と同じ方向）の外側に延在した足状の部分である。足部２１ｃのベース層１０側の面は、ベース１４のキートップ層３０側の面に対してスライド可能なスライド面となる。足部２１ｃのベース層１０側の面は、押付操作中にベース１４のキートップ層３０側の面をスライドするので、摩擦係数を低減した状態が好ましい。そのため、足部２１ｃのベース層１０側の面は、低摩擦係数となるように、例えば、研磨仕上げされた状態、フッ素系の表面処理が施された状態、シリコン系やフッ素系などからなる低摩擦の塗装を設けた状態などにすることができる。足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分は、足部２１ｃや突起部２１ｄより剛性が低いことが好ましい。例えば、足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分の厚みを他の部分より薄くした構造や、図４に示すような足部２１ｃと側壁部２１ｂとの結合部分の一部を切り欠いた切欠部２１ｈを有する構造とすることができる。
【００３３】
突起部２１ｄは、足部２１ｃの先端部に結合されるとともに、足部２１ｃから垂直方向（天板部２１ａのキートップ層３０側の面に対する垂直方向）のキートップ層３０側に突出した部分である。突起部２１ｄは、台状弾性体２１に係るキートップ３１の押付操作中に、隣接する台状弾性体２２、２３に係るキートップ３２、３３の誤操作を防止するために、台状弾性体２２、２３の天板部がベース層１０側に移動するのを係止するストッパとなる。突起部２１ｄの高さは、押し子２１ｅの厚みと押付操作完了時の接点スイッチ１１の厚みとの和より大きく、かつ、ベース１４のキートップ層３０側の面から天板部２１ａのベース層１０側の面までの距離（高さ）より小さい寸法である。したがって、突起部２１ｄの形状は、直方体、立方体、半球、半楕円球、角錐状、円錐状などの突起形状であればよい。また、突起部２１ｄは、足部２１ｃと一体の成形物でも、接着剤による接着や融解物の凝固などで足部２１ｃ上に成形、構成されてもよい。突起部２１ｄは、隣接する台状弾性体２２、２３に対して少なくとも１個以上あればよい。また、突起部２１ｄは、接点スイッチ１１、１２、１３上に配置されてもよい。
【００３４】
押し子２１ｅは、天板部２１ａのベース層１０側の面において接点スイッチ１１と対向する位置から突出した部分である（図１参照）。押し子２１ｅは、押付操作によってキートップ３１に加えられた荷重を接点スイッチ１１に伝える際に、荷重の分散を防ぐ効果がある。そのため、押し子２１ｅは、台状弾性体２１と分離していてもよく、天板部２１ａに配置されずに天板部２１ａと接点スイッチ１１との間に配置されていれば、同様の効果がある。
【００３５】
台状弾性体層２０において、台状弾性体２１、２２、２３の配置関係は、互いに隣接する台状弾性体２１、２２、２３の側壁部２１ｂのある部分とない部分が互い違いに交錯するように配置される（図１、図５参照）。また、台状弾性体層２０において、台状弾性体２１の突起部２１ｄの頂面と、隣接する台状弾性体２２、２３の天板部のベース層１０側の面との最小距離は、押付操作時に側壁部２１ｂが外側に広がるように潰れ、突起部２１ｄがベース１４の面方向に移動する距離より短い。また、全ての台状弾性体２１、２２、２３の大きさは均一なくてもよく、台状弾性体２１の突起部２１ｄの頂面と、隣接する台状弾性体２２、２３の天板部１６ａのベース層１０側の面との最小距離の条件を満たしていれば、台状弾性体２１、２２、２３の大きさは互いに異なっていてもよい。
【００３６】
キートップ層３０は、キーシート３４上に複数のキートップ３１、３２、３３が配置された層である（図１、図５参照）。
【００３７】
キートップ３１、３２、３３は、押しボタンである。キートップ３１、３２、３３は、キーシート３４の表面にて、接点スイッチ１１、１２、１３と対応する位置に固着されている。キートップ３１、３２、３３は、表面が電子機器の外部に露出し、人の指などによる押付操作を受ける。キートップ３１、３２、３３には、その表面やその反対面に、数字や文字、記号、模様などの模様が印刷、刻印、金属箔の転写などにより施されている。キートップ３１、３２、３３の表面は、平坦でなくてもよい。各キートップ３１、３２、３３の配置は、押付操作に対応する各接点スイッチ１１、１２、１３のキートップ層３０側にて台状弾性体２１、２２、２３とキーシート３４を介して配置される。また、１個のキートップ３１、３２、３３が複数の接点スイッチ１１、１２、１３にまたがるような配置でもよい。
【００３８】
キーシート３４は、片面または両面の一部に粘着部を備えた剛性の低いシートである。キーシート３４には、ベース層１０側の面にて台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａのキートップ層３０側の面の一部又は全部が固着されるとともに、表面にてキートップ３１、３２、３３の一部又は全部が固着される。キーシート３４とキートップ３１、３２、３３及び台状弾性体２１、２２、２３との固着方法として、接着剤や粘着テープなどによる接着や熱などによる溶着などが挙げられる。また、キーシート３４とキートップ３１、３２、３３とは、ＵＶ硬化やモールド成形などによって成形された一体物であってもよい。キーシート３４の材料は、シリコン系ゴムやエラストマーなどの低弾性材料を用いることが好ましい。また、キーシート３４の厚みは、０．１ｍｍ程度かそれ以下の厚みであることが好ましい。これは、押付時に隣接するキースイッチの連動が抑制され、押付操作に必要な荷重が減少され、操作者の押付操作時の負担を軽減する効果がある。
【００３９】
以上のような構成のキースイッチの電子機器への設置については、ベース１４（接点スイッチ１１、１２、１３付き）とキーシート３４（台状弾性体２１、２２、２３、キートップ３１、３２、３３付き）とを電子機器に設置する。設置方法として、ネジ止め、カシメ、熱による溶着、接着剤や低融点固体による接着、粘着シートによる貼り付け、電子機器の筐体部品による挟持などが挙げられる。また、ベース１４とキーシート３４を別々に筐体に設置せず、両部材の一部を固着し、一体の部材とした後に、前記の設置方法で筐体に設置してもよい。
【００４０】
次に、本発明の実施例１に係るキースイッチが押付操作を受けたときの挙動とその作用について説明する。図６は、本発明の実施例１に係るキースイッチの押付操作を説明するための（Ａ）押付操作前の断面図、（Ｂ）押付操作後の断面図である。
【００４１】
キースイッチが押付操作を受ける際、人の指腹部が、例えば、キートップ３１の表面を押付けると、キートップ３１がベース層１０側に移動する。キートップ３１の移動により、キーシート３４を介して台状弾性体２１の天板部２１ａにベース層１０側への荷重が伝達する。台状弾性体２１への荷重により、剛性の低い側壁部２１ｂがベース層１０側に潰れるように変形し、足部２１ｃがベース１４に沿って天板部２１ａから離れる方向にスライドする。その結果、足部２１ｃ上に配置された突起部２１ｄも足部２１ｃと連動して天板部２１ａから離れる方向に移動し、突起部２１ｄが隣接する台状弾性体２２、２３の天板部２２ａ、２３ａとベース１４との間に挿入される。天板部２２ａ、２３ａとベース１４との間に突起部２１ｄが挿入された状態では、誤操作でキートップ３２、３３を押付けても突起部２１ｄによって天板部２２ａ、２３ａのベース層１０側への動きが規制され、接点スイッチ１２、１３が作動しなくなるとともに、台状弾性体２２、２３がそれ以上ベース層１０側に潰れる変形が発生せず、台状弾性体２２、２３の突起部２２ｄ、２３ｄが押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の天板部２１ａとベース１４との間に挿入されないので、押付操作対象のキートップ３１に係る接点スイッチ１１の作動を阻害しない。
【００４２】
また、押付操作終了後に押付荷重が開放された状態においては、台状弾性体２１、及び隣接する台状弾性体２２、２３は、自身の弾性またはキーシート３４の弾性により、それぞれ押付操作前の形状に復帰する。
【００４３】
また、指腹部の中心が凸であるという人の指形状の特徴上、押付操作対象のキートップ３１が隣接するキートップ３２、３３ｂより先に押下される。そのため、押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の突起部２１ｄは、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３の天板部２２ａ、２３ａの下に挿入されるが、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３の突起部２２ｄ、２３ｄは、押付操作対象のキートップ３１に係る台状弾性体２１の天板部２１ａの下に挿入されない。そのため、押付操作対象のキートップ３１に係るキースイッチのみが作動し、隣接するキートップ３２、３３に係るキースイッチは作動することがない。
【００４４】
実施例１によれば、対応するキートップ３１、３２、３３と接点スイッチ１１、１２、１３との間に配された台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａの側端面の所定の位置から延在した部分にキートップ側に突出した突起部２１ｄを設けることで、押付操作対象のキートップ２１を操作した時に、当該突起部２１ｄが隣接するキートップ２２、２３の天板部の下に挿入され、隣接するキートップ３２、３３に係る台状弾性体２２、２３のベース層１０側への動きが規制されるので、隣接するキートップ３２、３２に係る接点スイッチ１２、１３を誤って作動させてしまう誤操作を防止することができる。
【実施例２】
【００４５】
本発明の実施例２に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図７は、本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。図８は、本発明の実施例２に係るキースイッチの構成を模式的に示した分解斜視図である。
【００４６】
実施例２に係るキースイッチでは、実施例１に係るキースイッチの構成に、網状（格子状）で剛性の高い板状の固定シート５０を、台状弾性体層２０とキートップ層３０の間に配置するとともに、ベース４４におけるスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ間の領域に凹部４４ｄを設けたものである。その他の台状弾性体層２０、キートップ層３０、接点スイッチ４１、４２、４３の構成は実施例１と同様である。
【００４７】
ベース４４は、実施例１のベース（図１の１４）と同様に、キースイッチ用回路（図示せず）が形成された基材（基体）である。また、ベース４４の表面において、接点スイッチ４１、４２、４３が搭載されていない領域では、台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）が載置される領域にスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃのキートップ層３０側の面より低い凹部４４ｄが形成されている。スイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４ｃのキートップ層３０側の面と凹部４４ｄの底面との高低差は、台状弾性体２１、２２、２３の突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄが存在しない領域の足部の高さ（厚さ）より高い。凹部４４ｄの表面上には、台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）の底面がスライド可能に配置されている。凹部４４ｄの水平方向幅は、台状弾性体２１、２２、２３を押し潰して足部（図７では２１ｃのみ指示）が広がった時に凹部４４ｄの側壁面に係止されないように設定されている。
【００４８】
固定シート５０は、網状（格子状）で剛性の高い板状（シート状）の部材である。固定シート５０は、台状弾性体２１、２２、２３を押し潰し可能（側壁部が押し潰れて足部がスライド可能）にベース４４に位置固定する。固定シート５０は、ベース４４の表面のうちスイッチ搭載部４４ａ、４４ｂ、４４及び凹部４４ｄが存在しない領域の一部に固着される。固定シート５０とベース４４との固着方法は、接着剤を用いた接着や熱による溶着、ボスと孔を設けたカシメ、スポット溶接などにより実現される。固定シート５０は、台状弾性体層２０とキートップ層３０との間に配置される。固定シート５０は、隣接する台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）上における突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ間のスペースを通るように配された梁部を有する。固定シート５０の梁部で囲まれた空所には、各台状弾性体２１、２２、２３の台状部分（天板部、側壁部を含む部分）が配置されている。なお、台状弾性体２１の台状部分以外の部分（突起部２１ｄ、２２ｄ、２３ｄを含む部分）は、隣接する台状弾性体２２、２３の台状部分を囲む固定シート５０の空所に配置されることになる。
【００４９】
固定シート５０は、導光材や照光材、配線材を用いて構成することができる。固定シート５０を導光材や照光材とした場合、キースイッチへの照光を行うことができ、薄型化を実現するという効果がある。また、固定シート５０を配線材としても、同様に薄型化を実現できるという効果がある。
【００５０】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、以下のような効果を奏する。つまり、実施例２に係るキースイッチでは、ベース４４の凹部４４ｄの底面と固定シート５０のベース層１０側の面との間に間隙が発生する。当該間隙中に台状弾性体２１、２２、２３の足部（図７では２１ｃのみ指示）が配置されることで、押付操作時に、例えば、台状弾性体２１が変形する際の側壁部２１ｂの変形を促す。つまり、当該間隙は、足部２１ｃ及び突起部２１ｄが台状弾性体２１の外側に広がる際のガイドとなる。その結果、突起部２１ｄが隣接する台状弾性体２２、２３の天板部とベース４４との間に挿入される機構が、狭い空間内で実現される。また、固定シート５０がベース４４に固着されるため、キースイッチの剛性を向上させることができる。
【実施例３】
【００５１】
本発明の実施例３に係るキースイッチについて図面を用いて説明する。図９は、本発明の実施例３に係るキースイッチの構成を模式的に示した断面図である。
【００５２】
実施例３に係るキースイッチでは、実施例１（図１参照）のようにキーシート３４のベース層１０側の面に台状弾性体２１、２２、２３を直接固着せず、台状弾性体２１、２２、２３ごとに分けられたスペーサ６０を介してキーシート３４と台状弾性体２１、２２、２３を固定したものである。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００５３】
スペーサ６０は、一方の面（ベース層１０側の面）を台状弾性体２１、２２、２３の天板部２１ａのキートップ層３０側の面の一部又は全部に固着され、他方の面（キートップ層３０側の面）をキーシート３４のベース層１０側の面の所定の領域の一部又は全部に固着される。スペーサ６０は、押付方向から見て、対応する台状弾性体２１、２２、２３の天板部（図９では２１ａのみ指示）の領域に配される。スペーサ６０の押付方向から見たときの形状として、例えば、多角形、円形、楕円形、またはそれらを組み合わせた形状などが挙げられる。スペーサ６０には、圧縮方向の歪が小さい材料が用いることができる。
【００５４】
実施例３によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、スペーサ６０を介してキーシート３４と台状弾性体２１、２２、２３とを固着することで、台状弾性体２１、２２、２３及びキートップ３１、３２、３３の剛性が向上し、押付操作の安定性を向上させることができる。また、台状弾性体２１、２２、２３の天板部（図９では２１ａのみ指示）の剛性が側壁部（図９では２１ｂのみ指示）と比較して向上するため、押下荷重が分散せずに台状弾性体２１、２２、２３が潰れる変形が容易となり、足部（図９では２１ｃのみ指示）と突起部（図９では２１ｃのみ指示）の移動が滑らかになるという効果も有する。
【００５５】
なお、本発明のスイッチ機構及び電子機器は、上記実施例に基づいて説明されているが、上記実施例に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施例に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。
【００５６】
また、上記実施例において、台状弾性体、キートップ、接点スイッチ等についてアレイ状に配置されることを前提に説明したが、これに限定されるものではなく、アレイ状に配置されない場合も本発明は有効である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ ベース層
１１、１２、１３ 接点スイッチ
１４ ベース
２０ 台状弾性体層
２１、２２、２３ 台状弾性体
２１ａ、２２ａ、２３ａ 天板部（台）
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ 側壁部（突出部）
２１ｃ 足部（突出部）
２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ 突起部（突出部）
２１ｅ、２２ｅ、２３ｅ 押し子
２１ｆ 結合部
２１ｇ 非結合部
２１ｈ 切欠部
３０ キートップ層
３１、３２、３３ キートップ
３４ キーシート
４０ ベースユニット
４１、４２、４３ 接点スイッチ
４４ ベース
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ スイッチ搭載部
４４ｄ 凹部
５０ 固定シート
６０ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップと、
前記キートップに対応する位置に接点スイッチを有するベースと、
前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体と、
を備え、
前記台状弾性体は、台の端部の一部に突出部を有することを特徴とするキースイッチ。
【請求項２】
前記突出部は、前記台が前記キートップからの押付を受けたときに押付方向に平行でない方向が広がるように構成されることを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
【請求項３】
前記台は、前記キートップからの押付を受ける天板部を備え、
前記突出部は、前記天板部の側端面の所定の位置から延在するとともに前記キートップからの押付により弾性変形する側壁部と、前記側壁部から延在するとともに前記ベース上でスライド可能な足部と、前記足部から前記キートップ側に突出した突起部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のキースイッチ。
【請求項４】
前記側壁部の一部又は全部は、前記台状弾性体における前記側壁部以外の部分の剛性よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項３記載のキースイッチ。
【請求項５】
前記台状弾性体は、前記側壁部と前記足部との結合部分に切欠部を有することを特徴とする請求項３又は４記載のキースイッチ。
【請求項６】
前記台状弾性体と前記キートップとの間に配置されたキーシートを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項７】
前記キートップは、前記キーシートと一体であることを特徴とする請求項６記載のキースイッチ。
【請求項８】
前記台上に配置されたスペーサを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項９】
前記側壁部が弾性変形して前記足部がスライド可能となるように前記台状弾性体を前記ベースに固定する固定シートを備え、
前記ベースは、前記台状弾性体側の面において、前記接点スイッチが搭載されるスイッチ搭載部の周囲に、前記スイッチ搭載部よりも低い凹部を有し、
前記足部は、前記凹部の底面上でスライド可能に配され、
前記固定シートは、前記足部上を通るように配された梁部を有することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１０】
前記台状弾性体は、金属板よりなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１１】
前記キートップの厚みは、中央が厚く、かつ、端部が薄いことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１２】
前記キートップと隣接して配された他のキートップと、
前記ベース上の前記他のキートップと対応する位置に配された他の接点スイッチと、
前記他の接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに、前記他のキートップからの押付によって弾性変形し、かつ、前記台状弾性体と同様な構成部を有する他の台状弾性体と、
を備え、
前記台状弾性体及び前記他の台状弾性体は、それぞれ、前記側壁部を少なくとも２個以上有し、
前記台状弾性体の前記側壁部は、前記他の台状弾性体の前記側壁部と対向して配置され、
前記台状弾性体の前記足部は、前記他の台状弾性体の前記足部と抵触しないように配置されることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１３】
前記台状弾性体の前記突起部は、前記台状弾性体が前記キートップからの押付を受けたときに、前記他の台状弾性体の前記天板部と前記ベースとの間に挿入されることを特徴とする請求項１２記載のキースイッチ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一に記載のキースイッチを有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
キートップと、
前記キートップに対応する位置に接点スイッチを有するベースと、
前記接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに前記キートップからの押付によって弾性変形し、かつ、台状に形成された台状弾性体と、
を備え、
前記台状弾性体は、台の端部の一部に突出部を有することを特徴とするキースイッチ。
【請求項２】
前記突出部は、前記台が前記キートップからの押付を受けたときに押付方向に平行でない方向が広がるように構成されることを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
【請求項３】
前記台は、前記キートップからの押付を受ける天板部を備え、
前記突出部は、前記天板部の側端面の所定の位置から延在するとともに前記キートップからの押付により弾性変形する側壁部と、前記側壁部から延在するとともに前記ベース上でスライド可能な足部と、前記足部から前記キートップ側に突出した突起部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のキースイッチ。
【請求項４】
前記側壁部の一部又は全部は、前記台状弾性体における前記側壁部以外の部分の剛性よりも低くなるように構成されていることを特徴とする請求項３記載のキースイッチ。
【請求項５】
前記台状弾性体は、前記側壁部と前記足部との結合部分に切欠部を有することを特徴とする請求項３又は４記載のキースイッチ。
【請求項６】
前記台状弾性体と前記キートップとの間に配置されたキーシートを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項７】
前記キートップは、前記キーシートと一体であることを特徴とする請求項６記載のキースイッチ。
【請求項８】
前記台上に配置されたスペーサを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項９】
前記側壁部が弾性変形して前記足部がスライド可能となるように前記台状弾性体を前記ベースに固定する固定シートを備え、
前記ベースは、前記台状弾性体側の面において、前記接点スイッチが搭載されるスイッチ搭載部の周囲に、前記スイッチ搭載部よりも低い凹部を有し、
前記足部は、前記凹部の底面上でスライド可能に配され、
前記固定シートは、前記足部上を通るように配された梁部を有することを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１０】
前記台状弾性体は、金属板よりなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１１】
前記キートップの厚みは、中央が厚く、かつ、端部が薄いことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１２】
前記キートップと隣接して配された他のキートップと、
前記ベース上の前記他のキートップと対応する位置に配された他の接点スイッチと、
前記他の接点スイッチを覆い被せるように前記ベース上に載置されるとともに、前記他のキートップからの押付によって弾性変形し、かつ、前記台状弾性体と同様な構成部を有する他の台状弾性体と、
を備え、
前記台状弾性体及び前記他の台状弾性体は、それぞれ、前記側壁部を少なくとも２個以上有し、
前記台状弾性体の前記側壁部は、前記他の台状弾性体の前記側壁部と対向して配置され、
前記台状弾性体の前記足部は、前記他の台状弾性体の前記足部と抵触しないように配置されることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれか一に記載のキースイッチ。
【請求項１３】
前記台状弾性体の前記突起部は、前記台状弾性体が前記キートップからの押付を受けたときに、前記他の台状弾性体の前記天板部と前記ベースとの間に挿入されることを特徴とする請求項１２記載のキースイッチ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一に記載のキースイッチを有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８７２６９（Ｐ２０１１−１８７２６９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０２０１（Ｐ２０１０−５０２０１）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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