(57)【要約】      （修正有）【課題】単純な構造で操作キーの突出量を変えることができる電子機器を提供する。【解決手段】内部に供給された流体圧により弾性変形して膨張する袋からなる操作キー２を備える。この操作キー２に連通用パイプ２２を介して接続されたポンプ３を備える。このポンプ３から流体を吐出させる駆動機構４を備える。この駆動機構４は、可動部材に連動するように連結され、可動部材が収納位置から使用位置に移動することによりポンプ３を圧縮させるよう構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に供給された流体圧により弾性変形して膨張する袋からなるキーと、
このキーに流体通路を介して接続されたポンプと、
このポンプから流体を吐出させる駆動機構とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器において、前記キーは電子機器本体に設けられ、
前記電子機器本体には、前記キーが覆われる収納位置と、前記キーが露出する使用位置との間で移動する可動部材が設けられ、
前記ポンプは、ゴム材料によって袋状に形成されるとともに、前記キーに流体通路を介して接続され、
前記駆動機構は、前記可動部材に連動するように連結され、前記可動部材が前記収納位置から前記使用位置に移動することにより前記ポンプを圧縮させるものであることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項２記載の電子機器において、前記ポンプには空気穴が穿設され、
前記駆動機構には、前記ポンプを圧縮する行程で前記空気穴を閉塞する栓部材が設けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の電子機器において、前記キーは、操作面を有するキートップ部と、このキートップ部と対向する底部と、前記キートップ部と前記底部とを接続する側壁部とによって柱状に形成され、
前記側壁部は、キー内に流体圧が供給されることにより伸張する弾性材によって形成され、
前記側壁部が伸張する方向を前記キートップ部と前記底部との間隔が拡がる方向に規制する伸張方向規制構造を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作用のキーを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）などの操作用のキーを備えた電子機器は、携帯性を向上させるために薄型化が図られている。この種の電子機器に装備されているキーは、機器の薄型化を実現するために、突出部分が少なくなるように形成されている。たとえば、折り畳み式の携帯電話機のキーは、表示部を折り畳んだときに画面に接触することがないように突出量が制限されている。このキーの操作面は略平坦に形成されている。
【０００３】
一方、スライド式の携帯電話機においては、キーを有する電話機本体に対して表示部をスライドさせたときに表示部の背面に接触することがないように、キーの突出量が制限され、キーの操作面が平坦に形成されている。
このような突出量（操作時のストローク）が少なくかつ操作面が平坦なキーは、押下げる操作を行い難く、しかも、操作者に押下げたことが明確に分かるような操作感覚を与えることができない。
【０００４】
このような不具合は、たとえば特許文献１に示されているように、キーのストロークを変更できるように構成し、使用時にストロークを長くすることによって、ある程度は解消することができる。
特許文献１に記載されている装置は、携帯型コンピュータのキーボードに用いられるもので、昇降可能に構成されたキーと、このキーを使用時に上昇させかつ不使用時には下降させる昇降機構とを備えている。
【０００５】
前記昇降機構は、磁気反発力や空気圧を用いてキーを上昇させる構成が採られている。空気圧を用いる昇降機構は、空気圧シリンダやダイヤフラムなどを有するアクチュエータと、このアクチュエータに空気を供給するポンプとを備えている。前記空気圧シリンダは、キーボードの上面ボードの上に設けられたシリンダ本体と、キーのロッドに設けられたピストンとによって構成されている。ダイヤフラム式のアクチュエータは、キーボードの上面ボードの上に形成された空気室と、この空気室の上壁の一部を構成するキー毎のダイヤフラムとを備えている。キーは、このダイヤフラムの上に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１４６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す装置は、キーを昇降させるために専用のアクチュエータを使用しているから、構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、単純な構造でキーの突出量を変えることができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、内部に供給された流体圧により弾性変形して膨張する袋からなるキーと、このキーに流体通路を介して接続されたポンプと、このポンプから流体を吐出させる駆動機構とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キーがアクチェータを兼ねており、単純な構造でキーの突出量を変えることが可能であるから、製造コストが低くなる電子機器を提供することができる。
また、本願発明の電子機器は、キーとは別体に形成されたアクチュエータを備えている従来の電子機器と較べると、このアクチュエータが不要である分、さらなる薄型化を図ることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】携帯電話機の正面図である。
【図３】携帯電話機の構成を示す断面図で、同図は表示部を閉じた状態を示す。
【図４】携帯電話機の構成を示す断面図で、同図は表示を開いた状態を示す。
【図５】キーを拡大して示す断面図で、同図（Ａ）は膨張前の状態を示し、同図（Ｂ）は膨張後の状態を示す。
【図６】キーの他の例を示す断面図で、同図（Ａ）は膨張前の状態を示し、同図（Ｂ）は膨張後の状態を示す。
【図７】キーの他の例を示す断面図で、同図（Ａ）は膨張前の状態を示し、同図（Ｂ）は膨張後の状態を示す。
【図８】ポンプの他の例の構成を示す断面図である。
【図９】ポンプの他の例の構成を示す断面図である。
【図１０】ポンプの他の例の構成を示す断面図である。
【図１１】機能キーに本発明が適用された携帯電話機の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る電子機器の基本的な構成の一実施例を図１によって詳細に説明する。
図１において、符号１で示す電子機器は、操作用のキー２（以下、単に操作キーという）と、ポンプ３と、ポンプ用駆動機構４とを備えている。この電子機器１は、たとえば携帯電話機や、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パソコン、電子手帳、携帯型ゲーム機などである。
【００１３】
前記操作キー２は、ゴム材料によって袋状に形成されている。このゴム材料としては、操作キー２の内部に供給された流体圧により弾性変形して膨張するものが用いられている。前記ポンプ３は、前記操作キー２の内部に流体圧を供給するためのもので、前記操作キー２に流体通路５を介して接続されている。このポンプ３としては、たとえばゴム材料によって袋状に形成されたものを用いることができる。
【００１４】
前記駆動機構４は、この電子機器１に設けられている人為的に操作される部材（図示せず）と連動して前記ポンプ３から流体を吐出させるものである。ポンプ３としてゴム材料によって袋状に形成されたものを用いる場合、駆動機構は、ポンプ３を圧縮させたり復元させたりする構成を採ることができる。
【００１５】
このように構成された電子機器１においては、ポンプ３から流体圧が操作キー２に供給されることによって操作キー２が膨張するから、操作キー２のストロークを長くすることができる。したがって、この実施例によれば、操作キー２がアクチェータを兼ねるから、単純な構造で操作キー２の突出量を変えることが可能な電子機器を提供することができる。
また、この実施例による電子機器１は、操作キー２とは別体に形成されたアクチュエータを備えている従来の電子機器と較べると、このアクチュエータが不要である分、さらなる薄型化を図ることができる。
【００１６】
次に、本発明に係る電子機器の具体的な一実施例を図２〜図５によって詳細に説明する。これらの図において、前記図１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この実施例においては、本発明を折り畳み式の携帯電話機に適用する場合の例について説明する。
図２および図３に示す折り畳み式携帯電話機１１は、操作キー２や機能キー１２などを有する電話機本体１３と、この電話機本体１３にヒンジ機構１４（図３参照）を介して回動自在に連結された表示部１５とによって構成されている。この表示部１５は、液晶パネル１５ａを備えている。
【００１７】
この実施例による表示部１５は、図２に示すように、液晶パネル１５ａが露出するように開いた使用位置と、図３に示すように、液晶パネル１５ａが電話機本体１３と対向するように閉じた収納位置との間で開閉可能である。この実施例においては、前記電話機本体１３によって、請求項２記載の発明でいう電子機器本体が構成され、前記表示部１５によって、請求項２記載の発明でいう可動部材が構成されている。
【００１８】
電話機本体１３は、図２〜図４に示すように、複数の操作キー２と、複数の機能キー１２と、これらのキーに接続されて携帯電話機１１の機能を実現するための回路基板（図示せず）と、操作キー２を膨張させたり収縮させたりするためのポンプ３などを備えている。前記操作キー２と機能キー１２とは、前記表示部１５が前記収納位置に位置している状態においては、図３に示すように表示部１５によって覆われ、前記表示部１５が前記使用位置に移動することによって、図１および図４に示すように露出する。
【００１９】
前記複数の操作キー２は、５行３列となるように並べられている。各々の操作キー２は、図５（Ａ）に示すように、ゴム材料によって形成された角柱状の袋によって構成されている。操作キー２を形成するゴム材料は、後述するポンプ３から操作キー２の内部に流体圧が供給されたときに弾性変形により膨張するものが用いられている。前記流体圧は、空気や液体の圧力である。
【００２０】
各操作キー２は、操作面２ａを有するキートップ部１６と、このキートップ部１６と対向する底部１７と、前記キートップ部１６と前記底部１７とを接続する側壁部１８とによって角柱状に形成されている。前記キートップ部１６は、図２に示すように、長方形状に形成されている。
【００２１】
前記底部１７は、キートップ部１６側から見てキートップ部１６と同じ形状に形成されている。この底部１７の下端（キートップ部１６とは反対側の一端）は、図示してはいないが、キースイッチの入力部に接触している。
前記側壁部１８は、長方形状のキートップ部１６の各辺と、底部１７の各辺とを接続する角筒状に形成されている。また、この側壁部１８は、キートップ部１６および底部１７に較べて容易に伸縮できるように形成されている。
【００２２】
この側壁部１８を伸縮が容易となるように形成するためには、たとえば側壁部１８の厚みをキートップ部１６および底部１７より薄く形成することによって行うことができる。このように側壁部１８を相対的に伸縮し易く形成する場合は、側壁部１８が横方向に膨らむことがないように、側壁部１８が伸張する方向を規制する構造を採ることが望ましい。側壁部１８を伸張させる方向は、前記キートップ部１６と前記底部１７との間隔が拡がる方向である。
【００２３】
側壁部１８の伸張する方向を上述した方向に規制するためには、たとえば、図５に示すように、側壁部１８と隣接する位置に保持板２１を設けることができる。この保持板２１は、たとえば各操作キー２の側壁部１８を囲むことができるように、平面視において格子状に形成することができる。この実施例においては、相対的に薄く形成された側壁部１８を前記保持板２１で囲む構造によって、請求項４に記載した発明でいう「伸張方向規制構造」が構成されている。
【００２４】
前記ポンプ３は、図３および図４に示すように、ゴム材料によって袋状に形成されており、前記ヒンジ機構１４の近傍に装着されている。ポンプ３の形状は、たとえば球状や、円柱状などに形成することができる。このポンプ３は、複数の連通用パイプ２２によって各操作キー２に接続されている。このポンプ３の内部と、前記連通用パイプ２２の内部と、前記操作キー２の内部とは、互いに連通されており、一つの密封空間を形成している。この密封空間は、空気または液体で満たされている。
【００２５】
前記ポンプ３の近傍に位置している前記ヒンジ機構１４は、前記ポンプ３から流体を吐出させるための押圧部材２３を備えている。この押圧部材２３を有するヒンジ機構１４によって、本発明でいう「駆動機構」が構成されている。
前記押圧部材２３は、板状に形成されており、前記表示部１５の開閉動作と連動して揺動するようにヒンジ機構１４に設けられている。
【００２６】
この押圧部材２３が取付けられている位置は、図３に示すように、前記表示部１５が収納位置に位置している状態においては、前記ポンプ３の下端部（電話機本体１３の裏面に近接する端部）に接触する位置である。押圧部材２３は、表示部１５が収納位置にあるときの位置（以下、この位置を初期位置という）から表示部１５が開くことによって、ポンプ３を押圧する方向に移動（揺動）する。
【００２７】
ヒンジ機構１４は、前記表示部１５が最大に開いた使用位置に位置している状態においては、図４に示すように、押圧部材２３をポンプ３が最大圧縮状態まで圧縮させられるように移動させる構成が採られている。前記最大圧縮状態とは、ポンプ３が初期の形状に復元する機能を失うことなく最も圧縮された状態をいう。ポンプ３がこのように圧縮されることによって、ポンプ３内の流体が連通用パイプ２２を通して各操作キー２に供給される。
【００２８】
ポンプ３から流体が供給された各操作キー２は、主に側壁部１８が伸張し、キートップ部１６が底部１７から離間するように膨張する。このように操作キー２が膨張することによって、キートップ部１６が電話機本体１３から突出することになるから、この操作キー２の操作を容易に行うことができるようになる。また、操作キー２のストロークが長くなるから、操作者にキートップ部１６を押下げたことが明確に分かるような操作感覚を与えることができる。
【００２９】
一方、この実施例による携帯電話機において、表示部１５を閉じて収納位置に移動させると、図３に示すように、押圧部材２３が初期位置に戻ることによりポンプ３が初期の形状に復元する。また、このときは、圧縮されていたポンプ３が復元するときに流体を吸い込むことと、操作キー２の側壁部１８が自らの弾性で収縮することとによって、操作キー２のキートップ部１６が初期の位置に戻る。このため、表示部１５を閉じたときに液晶パネル１５ａがキートップ部１６に当たることはない。
【００３０】
したがって、この実施例においても操作キー２がキートップ部１６を昇降させるためのアクチェータを兼ねるから、単純な構造で操作キー２の突出量を変えることが可能な携帯電話機を提供することができる。
この実施例による押圧部材２３は、表示部１５の開閉に連動して揺動し、表示部１５が収納位置から使用位置に移動することによりポンプ３を圧縮させるものである。
【００３１】
このため、この実施例によれば、操作者が表示部１５を操作するときの力で操作キー２のキートップ部１６を突出させたり戻すことができるから、ポンプ３を駆動するための動力は不要である。しかも、操作キー２を使用するときには必ずキートップ部１６が突出するから、使い勝手がよい携帯電話機を提供することができる。
【００３２】
この実施例による操作キー２は、容易に伸張する側壁部１８を有する角柱状に形成されている。この側壁部１８が延びる方向は、保持板２１によってキートップ部１６と底部１７との間隔が拡がる方向に規制されている。このため、この実施例によれば、操作キー２に供給された流体圧を効率よく使って操作キー２のストロークを充分に長く形成することができる。
【００３３】
操作キーの側壁部は、図６および図７に示すように形成することができる。これらの図において、前記図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図６（Ａ）に示す操作キー２の側壁部１８は、その長手方向（図６においては上下方向）の中央部が両端部より細く、括れた形状に形成されている。この側壁部１８の前記中央部を細く形成するに当たっては、両端から中央部に向かうにしたがって角筒状の側壁部が漸次細くなるように行っている。
図６に示す操作キー２に流体圧が供給されると、同図（Ｂ）に示すように、側壁部１８の湾曲部分が直線状に伸張し、この結果、キートップ部１６が上方に移動する。
【００３４】
図７（Ａ）に示す操作キー２の側壁部１８は、いわゆる蛇腹状に形成されている。このため、この操作キー２に流体圧が供給されると、同図（Ｂ）に示すように、蛇腹状の側壁部１８が伸張し、キートップ部１６が上方に移動する。
図６と図７に示す操作キー２においては、側壁部１８の中央部が括れた構造や、蛇腹構造によって、請求項４記載の発明でいう「伸張方向規制構造」が構成されている。操作キー２を図６または図７に示すように形成する場合は、操作キー自体に側壁部１８の伸張する方向を規制する伸張方向規制構造が設けられているから、図５に示したような保持板２１は不要である。
【００３５】
ポンプ３は、図８に示すように構成することができる。図８において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図８に示すポンプ３は、空気を操作キー２に供給するためのものである。すなわち、このポンプ３を使用する場合の流体圧は空気圧になる。
この実施例によるポンプ３には、空気穴２５が穿設されている。この空気穴２５は、ゴム材料からなるポンプ３の壁を貫通するように形成されており、ポンプ３の外と内部とを連通している。
【００３６】
一方、この実施例による押圧部材２３には、前記空気穴２５を閉塞するための栓部材２６が設けられている。この栓部材２６は、空気穴２５にポンプ３の外側から嵌め込まれ、空気穴２５を閉塞する形状、大きさに形成されている。また、この栓部材２６は、押圧部材２３がポンプ３を圧縮する行程の途中で空気穴２５を閉塞するように構成されている。
【００３７】
すなわち、ポンプ３は、栓部材２６が空気穴２５を塞いだ後に押圧部材２３によって圧縮され、空気を操作キー２に供給する。一方、押圧部材２３が初期位置に戻ることによって、栓部材２６がポンプ３から離れて空気穴２５が開口する。
このため、表示部１５を閉じることによりポンプ３内に外気が流入可能になるから、後述するように、ポンプ３から操作キー２に至る空気通路の全体を密封空間とする場合と較べて、操作キー２の膨張量を長期間にわたって略一定に保つことができる。
【００３８】
ポンプ３から操作キー２に至る空気通路の全体を密封空間とする場合は、空気がゴム部分を通過して漏洩する現象のために、長期間にわたって使用すると内部の空気量が減少してしまう。内部の空気量が減少すると、操作キー２を大きく膨らませることができなくなり、ストロークが相対的に短くなる。しかし、この実施例によれば、空気がポンプ３の内部に空気穴２５から流入でき、ポンプ３内に空気が充満している状態からポンプ３を圧縮することができる。この結果、常に一定の供給量で空気を操作キー２に供給することができ、長期間にわたってストロークを長くとることができる。
【００３９】
上述した実施例においては、一つのポンプから各操作キーに流体圧を供給する例を示したが、図９に示すように、ポンプを複数備えることができる。図９において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００４０】
図９に示す携帯電話機１１は、二つのポンプ３ａ，３ｂと、これらのポンプ３ａ，３ｂを圧縮するための二つの押圧部材２３，２３とを備えている。二つのポンプ３ａ，３ｂのうち一方のポンプ３ａは、複数の操作キー２のうち約半分の操作キー２に連通用パイプ２２によって接続され、他方のポンプ３ｂは、他の操作キー２に連通用パイプ２２によって接続されている。
【００４１】
上述した実施例においては、押圧部材を有するヒンジ機構によって本発明でいう駆動機構を構成する例を示したが、駆動機構は、図１０に示すように構成することができる。図１０において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００４２】
図１０に示す携帯電話機１１は、ポンプ３を上下方向の両側から挟む一対のローラ３１，３１を備えている。この実施例においては、このローラ３１，３１とヒンジ機構１４とによって、本発明でいう「駆動機構」が構成されている。この実施例によるポンプ３は、ヒンジ機構１４に近接する一端部が電話機本体１３に固定されている。前記一対のローラ３１，３１は、図示していない支持ブラケットにそれぞれ回転自在に支持されており、この支持ブラケットを介してヒンジ機構１４に接続されている。
【００４３】
この実施例によるヒンジ機構１４は、表示部１５が開閉することによって前記一対のローラ３１，３１が前記支持ブラケットとともに平行移動するように構成されている。ローラ３１，３１の移動する方向は、操作キー２に接近または離間する方向である。詳述すると、ローラ３１，３１は、図示してはいないが、表示部１５が閉じている状態においてポンプ３の固定側端部（ヒンジ機構１４に近接する一端部）を挟むように設けられている。
【００４４】
ポンプ３は、ローラ３１，３１がポンプ３の前記固定側端部を挟む状態においては、容積が最大近くになるように膨らんでいる。ヒンジ機構１４は、表示部１５が開く動作に連動させて前記一対のローラ３１，３１を操作キー２に接近する方向へ平行移動させる。このようにローラ３１，３１が移動することによって、ポンプ３が前記固定側端部から徐々に搾られるようになり、ポンプ３内の流体が操作キー２側に吐出される。一方、表示部１５を閉じると、ローラが操作キー２から離間する方向（ヒンジ機構１４に接近する方向）に移動し、ポンプ３の形状が初期の形状に復元する。
駆動機構４をこのように構成しても上述した各実施例と同等の効果を奏する。
【００４５】
上述した各実施例においては、携帯電話機の操作キーのストロークを増大させる例を示したが、本発明は、図１１に示すように、携帯電話機の機能キーに適用することができる。図１１において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。図１１に示す機能キー１２ａ〜１２ｅは、上述した実施例で示した操作キー２と同様に、ゴム材料によって袋状に形成され、図示していないポンプ３に接続されている。
【００４６】
また、本発明は、折り畳み式の携帯電話機の他に、スライド式の携帯電話機に適用することができるし、携帯電話機の他に携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パソコン、電子手帳、携帯型ゲーム機などにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…電子機器、２…操作キー、３…ポンプ、１１…携帯電話機、１２，１２ａ〜１２ｅ…機能キー、１３…電話機本体、１４…ヒンジ機構、１５…表示部、１６…キートップ部、１７…底部、１８…側壁部、２３…押圧部材。
【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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【図１１】
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