(57)【要約】【課題】防塵・防水構造を備え、キーが傾かず、かつガタつくことなく、安定した動きをするスイッチ装置を提供する。【解決手段】  透明のキー２１が表示画面４１の上方に配列されて位置され、各キー２１と対向する領域の表示画像が各キー２１を透過して視認可能とされているスイッチ装置において、キー２１を操作部２１ａと、その操作部２１ａから延伸されて先端が表示画面４１の外に位置する延伸部２１ｂとよりなるものとし、操作部２１ａがケースの上面板６２に形成された窓６２ｂに位置して外部に臨む構造とする。各キー２１は弾性部材２２に配列形成された開口２２ａに位置されて各キー２１の周囲が弾性部材２２と結合され、弾性部材２２の周縁部２２ｂは上面板６２に固定される。スイッチ３２は延伸部２１ｂに配置されたプッシャ５１を介して押下操作され、プッシャ５１にキー２１を平行変位させるガイド機構（ガイドレール５１ａ）が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチを押下操作する透明のキーが画像表示装置の表示画面の上方に配列されて位置され、表示画面の各キーと対向する領域の表示画像が各キーを透過して視認可能とされているスイッチ装置であって、
前記キーは操作部と、その操作部から延伸されて先端が前記表示画面の外に位置する延伸部とよりなり、前記操作部が前記画像表示装置を収容するケースの上面板に形成された窓に位置して外部に臨む構造とされ、
前記各キーは弾性部材に配列形成された開口にそれぞれ位置されて、各キーの周囲が前記弾性部材と結合され、
前記弾性部材はその周縁部が前記上面板の内面に固定されており、
前記スイッチは前記延伸部の前記先端に配置されたプッシャを介して押下操作される構造とされ、
前記プッシャに、前記キーが押下された際に前記キーを平行変位させるガイド機構が設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
スイッチを押下操作する透明のキーが画像表示装置の表示画面の上方に配列されて位置され、表示画面の各キーと対向する領域の表示画像が各キーを透過して視認可能とされているスイッチ装置であって、
前記キーは操作部と、その操作部から延伸されて先端が前記表示画面の外に位置する延伸部とよりなり、前記操作部が前記画像表示装置を収容するケースの上面板に形成された窓に位置して外部に臨む構造とされ、
前記各キーは弾性部材に配列形成された開口にそれぞれ位置されて、各キーの周囲が前記弾性部材と結合され、
前記弾性部材はその周縁部が前記上面板の内面に固定されており、
前記スイッチは前記表示画面上に配置された透明タッチパネルとされて、前記キーに形成された突起により押圧される構造とされ、
前記延伸部の前記先端にプッシャが配置されて、そのプッシャにより押圧されるクリック機構を備え、
前記プッシャに、前記キーが押下された際に前記キーを平行変位させるガイド機構が設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスイッチ装置において、
前記プッシャと係合するベースを備え、前記ガイド機構はそれらプッシャとベースの一方に設けられたガイドレールと、他方に設けられたガイド溝とによって構成されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のスイッチ装置において、
前記弾性部材の前記各開口間及び各開口と前記周縁部間の断面形状がＵ字状とされていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載のスイッチ装置において、
前記弾性部材の前記各開口間及び各開口と前記周縁部間の断面形状が逆Ｕ字状とされて、その逆Ｕ字の中央部が前記上面板の内面に当接されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のスイッチ装置において、
前記弾性部材の前記周縁部に枠状のフレームが配置され、そのフレームを介して前記周縁部が前記上面板の内面に固定されていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項７】
請求項６記載のスイッチ装置において、
前記キーと前記弾性部材と前記フレームとが一体成形されていることを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像表示装置の表示画面の上方に透明のキーが複数配列されて位置され、表示画面の各キーと対向する領域の表示画像が各キーを透過して表示されて視認可能とされており、それらキーを押下することにより操作されるスイッチを具備するスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０はこの種のスイッチ装置の従来例として、特許文献１に記載されている構成を示したものであり、図中、１１はディスプレイ（画像表示装置）を示し、１２はディスプレイ１１が組み付けられている制御基板を示す。また、１３は前面カバーを示し、１４はディスプレイ１１の表示を透過させて表示する透過性のキースイッチ本体を示す。
【０００３】
ディスプレイ１１上にはこの例では透明電極基板１５が配置されており、キースイッチ本体１４を押すことにより、キースイッチ本体１４側に形成されている透明電極（図示せず）が透明電極基板１５の透明電極に接触することでスイッチがＯＮの状態となり、透明電極基板１５に形成されている透明電極が電気的に導通されるものとなっている。
【０００４】
各キースイッチ本体１４の間及び周囲にはシールラバー１６が設けられており、シールラバー１６はキースイッチ本体１４の四方の周壁に一体成形により固着され、この固着部１６ａから透明電極基板１５に向けて外向きに傾斜状に延びる傾斜部１６ｂと、透明電極基板１５に密着する基板部１６ｃとを有するものとなっている。
【０００５】
各キースイッチ本体１４は上記のような形状を有するシールラバー１６に支持されることにより押下操作可能とされ、またシールラバー１６により復元力が与えられるものとなっている。この例では各キースイッチ本体１４の間及び周囲をこのようにシールラバー１６で一体的に連結した構成とすることで、キースイッチ本体１４の内側への防水や防塵が行われるものとなっている。なお、図１０中、１７は透明電極基板１５に接続されているフラット回路体を示し、１８はコネクタを示す。
【特許文献１】特開２０００−３１１５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように図１０に示した構成によれば、シールラバー１６によってキースイッチ本体１４の内側に塵埃や水滴が侵入するのが防止され、よって塵埃や水滴等の侵入に起因するスイッチの接触不良や、表示の視認性を悪化させるキースイッチ本体１４内面の曇り等を防止することができるものとなっている。
【０００７】
しかるに、図１０に示した構成ではキースイッチ本体１４はシールラバー１６のみによって支持された構造となっているため、例えばキースイッチ本体１４の隅部が押された場合にキースイッチ本体１４が傾いて押し下げられるといった状況が生じる。つまり、キースイッチ本体１４を押す位置によってキースイッチ本体１４の動きが変わり、安定した動きが得られないものとなっており、その点で安定した操作感触が得られないものとなっている。
【０００８】
この発明の目的はこのような問題に鑑み、画像表示装置の表示画面の上方に表示画像を透過し、かつスイッチを押下操作する透明のキーが配列されて位置されているスイッチ装置において、防塵・防水構造を備え、かつキーが押下された際に傾くことなく、常に安定した動きをするようにしたスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明によれば、スイッチを押下操作する透明のキーが画像表示装置の表示画面の上方に配列されて位置され、表示画面の各キーと対向する領域の表示画像が各キーを透過して視認可能とされているスイッチ装置において、キーは操作部と、その操作部から延伸されて先端が表示画面の外に位置する延伸部とよりなり、操作部が画像表示装置を収容するケースの上面板に形成された窓に位置して外部に臨む構造とされ、各キーは弾性部材に配列形成された開口にそれぞれ位置されて各キーの周囲が弾性部材と結合され、弾性部材はその周縁部が前記上面板の内面に固定されており、スイッチは前記延伸部の先端に配置されたプッシャを介して押下操作される構造とされ、プッシャにキーが押下された際にキーを平行変位させるガイド機構が設けられているものとされる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、スイッチを押下操作する透明のキーが画像表示装置の表示画面の上方に配列されて位置され、表示画面の各キーと対向する領域の表示画像が各キーを透過して視認可能とされているスイッチ装置において、キーは操作部と、その操作部から延伸されて先端が表示画面の外に位置する延伸部とよりなり、操作部が画像表示装置を収容するケースの上面板に形成された窓に位置して外部に臨む構造とされ、各キーは弾性部材に配列形成された開口にそれぞれ位置されて各キーの周囲が弾性部材と結合され、弾性部材はその周縁部が前記上面板の内面に固定されており、スイッチは表示画面上に配置された透明タッチパネルとされて、キーに形成された突起により押圧される構造とされ、前記延伸部の先端にプッシャが配置されて、そのプッシャにより押圧されるクリック機構を備え、プッシャにキーが押下された際にキーを平行変位させるガイド機構が設けられているものとされる。
【００１１】
請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、プッシャと係合するベースを備え、ガイド機構はそれらプッシャとベースの一方に設けられたガイドレールと、他方に設けられたガイド溝とによって構成されているものとされる。
【００１２】
請求項４の発明では請求項１又は２の発明において、弾性部材の各開口間及び各開口と周縁部間の断面形状がＵ字状とされる。
請求項５の発明では請求項１又は２の発明において、弾性部材の各開口間及び各開口と周縁部間の断面形状が逆Ｕ字状とされて、その逆Ｕ字の中央部が前記上面板の内面に当接されているものとされる。
【００１３】
請求項６の発明では請求項１又は２の発明において、弾性部材の周縁部に枠状のフレームが配置され、そのフレームを介して周縁部が前記上面板の内面に固定されているものとされる。
請求項７の発明では請求項６の発明において、キーと弾性部材とフレームとが一体成形されているものとされる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、キーの周囲から塵埃や水滴などがスイッチ装置の内部空間に侵入するのを防止することができる。
また、キーを平行変位させるガイド機構を具備しているため、キーが傾かず、かつガタつかず、常に安定したキーの動きを実現することができ、その点でキーの良好な操作感触が得られるものとなっている。なお、ガイド機構は表示画面の外に設けられているため、表示画面の表示エリアを最大限生かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明によるスイッチ装置の一実施例の構成を各部に分解して示したものであり、図２及び図３はスイッチ装置の要部断面構造を示したものである。まず、各部の構成について説明する。
【００１６】
スイッチ装置は図１に示したようにキー組立体２０と基板組立体３０と画像表示装置４０とプッシャ５１とベース５２とそれらを収容するケースとによって構成されている。ケースはこの例では方形枠状をなすケース本体６１とその上面を蓋する上面板６２とよりなるものとされる。
【００１７】
方形状をなす上面板６２の中央には方形の大きな窓６２ａが形成されており、この窓６２ａにフィルタ（フィルタ板）６３が嵌め込まれている。窓６２ａの両側にはそれぞれ方形の小さな窓６２ｂが４つずつ配列されて形成されている。また、上面板６２の下面にはケース本体６１との組み立て用のボス６２ｃが複数突設されている。
【００１８】
キー組立体２０は４つのキー２１を備えるもので、上面板６２のフィルタ６３の両側にそれぞれ設けられている４つの窓６２ｂに係合されて取り付けられる。なお、図１ではキー組立体２０はフィルタ６３の一方の側の窓６２ｂに対応するもののみを示しており、他方の側の窓６２ｂに対応するキー組立体２０の図示は省略している。
【００１９】
図４はキー組立体２０を拡大して示したものであり、キー組立体２０はこの例では４つのキー２１と弾性部材２２とフレーム２３とよりなり、これらが一体成形されているものとされる。図５はこれら４つのキー２１と弾性部材２２とフレーム２３とを分離して示したものである。
【００２０】
キー２１は上面板６２の窓６２ｂに位置される方形の操作部２１ａと、その操作部２１ａの一端（一辺）から延伸されて形成された延伸部２１ｂとよりなり、延伸部２１ｂは傾斜部２１ｃとその傾斜部２１ｃにより操作部２１ａに対して１段低くされた水平部２１ｄとよりなる。水平部２１ｄにはねじ取り付け用の座ぐり穴２１ｅが形成されている。また、キー２１の側面には全周に渡ってわずかに突出する凸部２１ｆが形成されている。
【００２１】
弾性部材２２はキー２１を収容する４つの開口２２ａを有し、各開口２２ａ間及び各開口２２ａと周縁部２２ｂ間の断面形状が薄肉のＵ字状（図２，３参照）をなすものとされている。
フレーム２３は方形枠状をなすものとされている。
【００２２】
キー２１は透明の樹脂製とされ、例えばポリカーボネートやアクリル製とされる。弾性部材２２は例えばシリコーンゴム製とされる。フレーム２３はキー２１と同一材によって形成され、よって２色成形することでキー組立体２０が一体成形されて形成される。なお、このようにキー２１、弾性部材２２及びフレーム２３を一体成形するようにすれば、各部の合わせ面（組み立て部分）を小さくすることができ、よって全体として小型化・簡易化を図ることができ、かつ部品点数・組立工数の削減を図ることができる。
【００２３】
各キー２１は弾性部材２２の開口２２ａにそれぞれ位置されて各キー２１の周囲が弾性部材２２と結合され、また弾性部材２２の周縁部２２ｂ上にはフレーム２３が位置して周縁部２２ｂとフレーム２３とが結合される。なお、弾性部材２２の開口２２ａを構成する部分の端縁（Ｕ字の一方の端縁）は図２及び図３に示したようにキー２１の凸部２１ｆの下に位置して凸部２１ｆに当接される。
【００２４】
プッシャ５１は図１に示したようにブロック状とされて各キー２１に対応して設けられ、その一側面には上下方向に延びるガイドレール５１ａが突出形成されている。
ベース５２には４つのプッシャ５１を収容する４つの凹部５２ａが上下方向に貫通して形成されており、各凹部５２ａの底面にはガイド溝５２ｂが上下方向に貫通して形成されている。
【００２５】
基板組立体３０はプリント基板３１とそのプリント基板３１上に実装された４つのスイッチ３２とよりなり、スイッチは例えばタクトスイッチとされる。図１中、３２ａはスイッチ３２の押し子を示す。
画像表示装置４０はその上面が表示画面４１とされる。画像表示装置４０はこの例ではプレート４５上に搭載されている。
【００２６】
各部の組み立ては下記の手順で行われる。
（１）キー組立体２０にプッシャ５１を取り付ける。取り付けはねじ５３により行われ、ねじ５３はキー２１の座ぐり穴２１ｅを挿通してプッシャ５１のねじ穴５１ｂにねじ込まれる。
（２）プッシャ５１が４つ取り付けられたキー組立体２０を上面板６２の内面に取り付ける。取り付けはキー組立体２０のフレーム２３を上面板６２に例えばレーザ溶着によって固定することにより行われる。この際、レーザは透明であるフレーム２３側から照射される。上面板６２を例えば黒色の樹脂で形成すれば、熱吸収が高まり、レーザ溶着をより良好に行うことができる。フレーム２３と上面板６２との固定にレーザ溶着を用いれば、狭い領域（幅）で良好に固定することができ、その分フレーム２３の幅を小さくすることができる。
【００２７】
なお、フレーム２３の上面板６２への固定はレーザ溶着に限らず、超音波溶着や接着を用いることもできる。さらには、ねじ止め等を用いることもできるが、固定領域を減らし、表示画面４１の表示エリアを最大限生かすためには溶着や接着を用いるのが好ましい。
（３）上面板６２をケース本体６１に取り付ける。取り付けは上面板６２のボス６２ｃをケース本体６１の取り付け穴６１ａに挿入し、この部分においてケース本体６１下面側よりねじ止め固定することによって行われる。なお、ケース本体６１と上面板６２とをねじ止め固定するねじの図示は図１では省略している。
（４）ケース本体６１にベース５２及び基板組立体３０を順次組み込む。ケース本体６１へのベース５２の取り付け及びベース５２への基板組立体３０の取り付けはそれぞれねじ５４，５５により行われる。
（５）最後に画像表示装置４０をケース本体６１に組み込み、スイッチ装置が完成する。
【００２８】
キー２１の操作部２１ａは図２に示したように上面板６２の窓６２ｂに位置して外部に臨み、一方キー２１の延伸部２１ｂの先端（水平部２１ｄの先端）は表示画面４１の外に位置して、この部分にプッシャ５１が位置され、プッシャ５１の下面と当接してスイッチ３２が位置される。また、プッシャ５１はベース５２の凹部５２ａに収容されて、そのガイドレール５１ａが凹部５２ａに形成されているガイド溝５２ｂ内に位置される。なお、図２及び図３中、４２は画像表示装置４０の表示部を簡略化して示したものである。
【００２９】
上記のような構成とされたスイッチ装置によれば、キー組立体２０のフレーム２３が上面板６２の内面に対接固定されているため、キー２１の操作部２１ａが位置する上面板６２の窓６２ｂを介し、キー２１の周囲から塵埃や水滴などがスイッチ装置の内部に侵入するのを防止することができる。よって、スイッチ３２や画像表示装置４０等が位置するケース本体６１の内部空間は防塵・防水され、塵埃や水滴等の侵入に起因する不具合の発生を防止することができる。
【００３０】
キー２１はフレーム２３との間に介在されている弾性部材２２が弾性変形することによって変位可能とされており、キー２１の操作部２１ａを押下することによってスイッチ３２が操作される。図６はキー２１の操作部２１ａが押下された状態を示したものであり、弾性部材２２は図６に示したように変形し、プッシャ５１を介してスイッチ３２の押し子３２ａが押し込まれ、スイッチ３２がＯＮとなる。そして、このＯＮ信号により例えばキー２１に透過される画像表示装置４０の表示の変更が行われる。なお、この図６に示した状態においても防塵・防水構造は変わらず、確保されている。
【００３１】
キー２１の押下に伴ない、プッシャ５１はスイッチ３２を押下操作するように移動するが、この際、プッシャ５１のガイドレール５１ａとベース５２のガイド溝５２ｂよりなるガイド機構により、プッシャ５１はそのガイドレール５１ａがガイド溝５２ｂに案内されて移動するため、傾くことなく、スイッチ３２を押す方向にまっすぐに移動する。これにより、プッシャ５１と固定されているキー２１も傾くことなく、かつガタつかず、初期状態（図２の状態）と平行に変位する。よって、この例ではキー２１は傾くことなく、常に安定した動きをし、その点で安定した操作感触が得られるものとなっている。
【００３２】
また、キー２１の延伸部２１ｂは表示画面４１の外にまで延伸され、この部分にプッシャ５１、スイッチ３２が設けられているため、表示エリアを最大限生かすことができ、つまり表示エリアを有効に使用することができる。
【００３３】
弾性部材２２の各開口２２ａ間及び各開口２２ａと周縁部２２ｂ間の断面形状は上述した例ではＵ字状とし、キー２１のストロークが大きくなる形状としているが、これに限らず、Ｖ字状としてもよく、また図７に示したような角型（コ字状）としてもよい。なお、キー２１のストロークが小さい場合には冗長を持たせず、単一の直線状とすることもできる。
【００３４】
一方、図８は弾性部材２２の各開口２２ａ間及び各開口２２ａと周縁部２２ｂ間の断面形状を逆Ｕ字状としたものであり、逆Ｕ字の中央部を図８に示したように上面板６２の内面に当接させるようにすれば、キー２１と上面板６２の接触による接触音（異音）の発生を防止することができる。この場合、逆Ｕ字状に限らず、例えば逆Ｖ字状としてもよい。
【００３５】
図９は画像表示装置４０の表示画面４１上に透明のタッチパネル７１を配置し、このタッチパネル７１によってスイッチを構成した例を示したものであり、キー２１には突起２１ｇが形成され、この突起２１ｇによりタッチパネル７１が押圧される構造となっている。スイッチ３２に替え、このようなタッチパネル７１によりＯＮ／ＯＦＦ出力を得る構成とすることもできる。なお、この例ではプッシャ５１の下にはキー２１操作時のクリック感触を発生させるためのクリック機構としてラバードーム７２が配置されている。
【００３６】
上述した実施例ではキー組立体２０はキー２１と弾性部材２２とフレーム２３とよりなり、フレーム２３が上面板６２に固定される構造としているが、例えばフレーム２３をなしとし、弾性部材２２の周縁部２２ｂを直接、上面板６２に固定するといった構造を採用することもできる。この場合、例えば断面Ｕ字状をなす弾性部材２２のＵ字の上面板６２に固定する側をフレーム２３の厚さに相当する分、延ばせばよく、あるいは上面板６２の内面にフレーム２３の厚さに相当する分の凸部を設ければよい。なお、キー組立体２０の取扱い易さ及び上面板６２との固定のし易さの点ではフレーム２３があった方が良い。
【００３７】
また、ガイド機構としてプッシャ５１にガイドレール５１ａを設け、そのガイドレール５１ａと係合するガイド溝５２ｂをベース５２に設けているが、これとは逆にベース５２にガイドレールを設け、プッシャ５１にガイド溝を設ける構成としてもよい。
【００３８】
キー組立体２０とプッシャ５１は一体成形することも可能であり、さらにケースを構成するケース本体６１と上面板６２を一体形成することもでき、またケース本体６１とベース５２を一体形成することもできる。このように一体化を図れば、その分部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明によるスイッチ装置の一実施例の構成を各部に分解して示した斜視図。
【図２】この発明によるスイッチ装置の要部構造を示す断面図。
【図３】この発明によるスイッチ装置の要部構造を示す断面図。
【図４】図１におけるキー組立体の詳細を示す拡大斜視図。
【図５】キー組立体を各部に分離して示した斜視図。
【図６】キーが押下された状態を示す断面図。
【図７】弾性部材の他の形状例を説明するための断面図。
【図８】弾性部材の他の形状例を説明するための断面図。
【図９】タッチパネルによってスイッチを構成した例を示す断面図。
【図１０】画像表示装置の上方にスイッチの透明キーを有するスイッチ装置の従来例を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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