(57)【要約】 【課題】ムーブメント側の構造に係らず、入力ボタンに衝撃力が加わっても入力基板を確実に保護できる入力ボタンおよび電子機器を提供すること。【解決手段】入力ボタン１において、入力基板４を押すことが可能な可動部６と外部入力部７との間に弾性体であるばね８を配置し、ばね８のばね力を入力基板４の塑性変形する力より小さく設定した。従って、入力ボタン１に外部から衝撃力が加わった場合でも、ばね８の弾性変形により衝撃力を吸収でき、入力基板４の塑性変形あるいは破損を防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押力によって弾性変形する入力基板を押すことが可能な可動部と、
前記可動部と相対的に移動可能に係合した外部入力部と、
前記可動部と前記外部入力部との間に配置される弾性体を備え、
前記弾性体は、前記入力基板が弾性変形する力より大きく、かつ前記入力基板が塑性変形する力より小さい力で変位するように設けられていることを特徴とする入力ボタン。
【請求項２】
請求項１に記載の入力ボタンにおいて、
前記可動部と前記外部入力部とが挿入される筒状部材を備えていることを特徴とする入力ボタン。
【請求項３】
請求項２に記載の入力ボタンにおいて、
前記筒状部材と前記可動部または前記外部入力部との間に配置された別の弾性体を備えていることを特徴とする入力ボタン。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の入力ボタンを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
当該電子機器は腕時計であ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、入力ボタンおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力ボタンによる外部からの入力操作は、色々な電子機器で行われている。通常、入力操作は指によって行われ、押すタイプの入力ボタンが多く用いられる。
押すタイプの入力ボタンによる入力は、電子機器の内部に押力によって入力をするための入力基板を配置することにより、その入力基板を入力ボタンの可動する部品で押すことによって行われる。入力に必要な押力は、振動等で誤動作が生じない大きさ以上で、ボタンを押した時の操作感が良好な大きさ（指で普通の力で押せる程度）の範囲で決められる。入力基板は、この決められた押力以上の力が加わると入力できるように設計される。
【０００３】
ここで、身に付けておくことの多い腕時計等の電子機器では、入力ボタンを下にしての落下や、移動途中に入力ボタンが他の物体と接触するなど、入力ボタンを介して入力基板の強度以上の衝撃力が加わり、入力基板が塑性変形あるいは破損することがある。
このような入力基板の塑性変形あるいは破損を防ぐ対策として、入力ボタン外周の外装ケースの形状を、入力ボタンより飛び出した形状にして保護する方法、あるいは、入力時以外はねじ等で入力ボタン自身を外装ケースに固定する方法がとられている。しかし、このような構成では、デザインが制約され、薄型化が困難になるなどの問題が生じていた。
これらの問題を解決する方法として、腕時計のムーブメントに、入力基板と入力ボタンとの間に緩衝用のスイッチレバーを設けて、衝撃力が直接入力基板に加わらないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８７９５５号公報（第３〜第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、現在流通しているムーブメントがすべて特許文献１の構成を採用しているわけではない。特に、時計のようにムーブメントと外装ケースとが別々に設計、製造されて、スイッチレバーを備えていないムーブメントを外装ケースに組み込むような場合もある。このような場合、通常の入力ボタンを使用すると、入力ボタンに衝撃力が加わった際に、入力基板の保護が図れないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ムーブメント側の構造に係らず、入力ボタンに衝撃力が加わっても入力基板を確実に保護できる入力ボタンおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の入力ボタンは、押力によって弾性変形する入力基板を押すことが可能な可動部と、前記可動部と相対的に移動可能に係合した外部入力部と、前記可動部と前記外部入力部との間に配置される弾性体を備え、前記弾性体は、前記入力基板が弾性変形する力より大きく、かつ前記入力基板が塑性変形する力より小さい力で変位するように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、外部入力部に衝撃力が加わっても、外部入力部と可動部との間に配置された弾性体がその衝撃力を吸収するので、可動部から入力基板に塑性変形する力以上の力が加わることはなく、入力基板の塑性変形あるいは破損が防げる。
【０００９】
本発明では、前記可動部と前記外部入力部とが挿入される筒状部材を備えている構成が好ましい。
この発明では、筒状部材に可動部と外部入力部とが挿入されることにより、可動部と外部入力部との動きが同方向に規制され、押力方向を決めやすい。また、外部から加わる入力ボタンへの衝撃力の方向と、可動部と外部入力部との間にある弾性体の衝撃を吸収する方向を合わせやすく、効率的に衝撃が吸収される。
【００１０】
本発明では、前記筒状部材と前記可動部または前記外部入力部との間に配置された別の弾性体を備えていることが好ましい。
この発明では、筒状部材と可動部または外部入力部との間に配置された別の弾性体のばね力を適当な大きさにすることにより、入力に必要な押力を調整することが可能になる。例えば、振動等で誤動作が生じない大きさ以上で、ボタンを押した時の操作感が良好な大きさ（指で普通の力で押せる程度）以下の範囲に設定される。また、入力をやめると、係合した外部入力部と可動部が、別の弾性体のばね力によって、入力前の位置に確実に戻る。
【００１１】
本発明の電子機器は、前述の入力ボタンを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、外部からの衝撃力を吸収する入力ボタンを備えているので、電子機器中の入力基板が塑性変形あるいは破損することが少なく、電子機器の信頼性が向上する。
【００１２】
本発明の電子機器は、腕時計であることを特徴とする。
時計、特に腕時計は、腕から外した際に机に置くなど、落下の可能性が高く、衝撃力が入力ボタンに加わりやすい。また、腕に装着するので外部の物体とも接触しやすく不意の衝撃力も加わりやすい。従って、本発明は腕時計に有効である。
【発明の効果】
【００１３】
ムーブメント側の構造に係らず、入力ボタンに衝撃力が加わっても入力基板を確実に保護できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本実施形態に係る入力ボタン１が組み込まれた腕時計２の部分断面図を示した。
図１において、腕時計２の外装ケース３の側面には、入力ボタン１が組み込まれ、入力ボタン１の先には、押力によって弾性変形する入力基板４が配置されている。入力ボタン１は、入力基板４を押すことが可能な可動部６と、外部から指等で押される外部入力部７と、可動部６と外部入力部７との間に配置される弾性体であるばね８とを備えている。ばね８は、入力基板４が弾性変形する力より大きく、かつ入力基板４の塑性変形する力より小さい力で変位するように（縮むように）設定してある。ここで、入力基板４の塑性変形する力より小さいとは、入力基板４だけでなく、対向する基板５も含めた強度に対する力のことで、これらの基板４，５の塑性変形する力より小さいことをいう。
【００１５】
従って、入力ボタン１の外部入力部７が通常の操作力で押されると、ばね８が変形することなく外部入力部７と可動部６が移動し、先端の可動部６が入力基板４に接触する。さらに押し込まれると、ばね８のばね力は入力基板４の弾性変形する力より大きいので、入力基板４が弾性変形する（二点鎖線で示した）。入力基板４と対向する基板５には、スイッチング用の当接部が設けられており、入力基板４の弾性変形によって当接部が電気的に接触することにより、入力が行われる。そして、入力基板４の変形が弾性変形内であれば、押すことをやめると、入力基板４は元の状態に戻り、再度入力が可能な状態になる。なお、予め導通するように接触していた当接部が、入力操作によって電気的に離れる構造として、入力を行ってもよい。
【００１６】
入力基板４と可動部６の先端とは、振動等の弱い衝撃による誤作動を防ぐために距離Ａで示される間隔を隔てて配置されている。ただし、入力基板４を弾性変形させるのに要する力を振動等の弱い衝撃力より十分大きく設定すれば、未入力の初期状態で入力基板４と可動部６とを接触させておく配置も可能である。すなわち、距離Ａは「ゼロ」に設定されていてもよい。このように、距離Ａは、時計１の内部スペースの状態によって任意に決めることができる。
以上のような機構で入力をすることによって、例えば、時計の表示の変更や、ストップウォッチ機能や温度や高度の計測機能などいろいろな機能を作動させることができる。
【００１７】
入力ボタン１は、上述の可動部６、外部入力部７、ばね８以外に、これらを案内するための筒状部材９と、筒状部材９と外部入力部７との間に別の弾性体であるばね１０とを備えている。以下に入力ボタン１の構造を詳しく説明する。
可動部６は、ステンレス等の剛性のある円柱部材の外周に、以下に述べるような部品の取り付けおよび外部入力部７との係合に必要な加工を施すことによって得られる。
可動部６には、入力基板４側から、入力基板４と接触する接触部１１、Ｃリング１２を嵌め込むための溝１３、防水用のパッキン１４をとめるパッキン用溝１５、外部入力部７の摺動を案内するための径の小さな円柱部１６、ばね８を受けるフランジ部１８、外部入力側の先端部１９が形成されている。
【００１８】
入力基板４と接触する接触部１１は、ステンレスのような導電性の材料でなく、ゴムのような弾性を有する絶縁材料であってもよい。また、可動部６の材料は、入力した際に力が確実に伝わる程度の剛性を有しており、かつ強い衝撃が加わった際に破損しない強度を有している。これらの機械的な条件を満たせば、例えば、金属のほか合成樹脂やセラミック等種々の材料を用いることができる。
【００１９】
外部入力部７も可動部６と同様に、剛性のある円柱形部材から得ることができる。外部入力部７の中心部には、ばね８が収められる筒状凹部２０が形成されている。さらに、筒状凹部２０の外周に位置する側壁２１と外壁２２との間には、ばね１０を収める円環状凹部２３が形成されている。外部入力部７は、可動部６と同様に、ある程度剛性のあるもので形成されているが、指の当る部分に弾性体や合成樹脂を採用した複合材料を用いて、操作感を向上させてもよい。
【００２０】
可動部６と外部入力部７とは以下に述べるように係合されている。
可動部６の円柱部１６には、その径よりやや大きな開口部を持つすり割り入り座金１７が入れられている。座金１７は、フランジ部１８によっても止められ、円柱部１６を抜けることなく軸方向に自由に移動できる。
可動部６と外部入力部７との係合は、外部入力部７の中心部の筒状凹部２０に、ばね８をセットし、可動部６の先端部１９をばね８の内径部分の孔に差し込み、ばね８の一端とフランジ部１８が接触するようにして、側壁２１の末端をかしめて座金１７に固定することにより行う。このとき、可動部６を外部入力部７側に少し押しこんで、ばね８が少し縮んだ状態でかしめて係合すると、ばね８のばね力により可動部６と外部入力部７とのガタがなくなる。
【００２１】
以上のように係合することにより、可動部６と外部入力部７は、円柱部１６に沿って距離Ｂの間を相対的に移動することができる。ここで、距離Ｂは、ばね８の弾性変形可能な長さより長い距離に設定されている。つまり、距離Ｂは、ばね８が縮みきっても、外部入力部７の先端側が移動部６の太径部にぶっつからないようになっている。
【００２２】
以上のように係合された可動部６と外部入力部７とは、筒状部材９にばね１０を介して以下のように挿入されて入力ボタン１を構成する。
筒状部材９は、外装ケース３の側面開口部に挿入される部分と、外装ケース３の外側に位置してばね１０を受ける部分とで構成されている。
係合した可動部６と外部入力部７とは、防水用のパッキン１４がパッキン用溝１５にセットされた状態で、可動部６から筒状部材９に差し込まれる。ここで、ばね１０は円環状凹部２３に収められ、外側の他端が筒状部材９のばね１０を受ける部分に接するように配置されている。また、側壁２１の外径は、筒状部材９の内径より小さく形成されており、側壁２１の一部が筒状部材９に挿入されている。
挿入された可動部６と外部入力部７とにおいて、可動部６の接触部１１および溝１３は筒状部材９の入力基板４側から出た状態とされ、溝１３にはＣリング１２が嵌め込まれてとめられている。
ばね１０は、外部入力部７を指で押した際に容易に変位できるばね力を有しており、押すのをやめると、移動した可動部６と外部入力部７とがパッキン１４と筒状部材９の内壁との摩擦力に抗して元の位置に確実に戻るようになっている。
【００２３】
以上のように、可動部６と外部入力部７とを筒状部材９に挿入することよって一体に構成された入力ボタン１は、筒状部材９を外装ケース３に嵌め込むことにより、容易に固定される。
入力ボタン１を嵌め込んだ際、外部入力部７の押し込み可能な距離Ｃは、外装ケース３によって規制される。この可動ストロークである距離Ｃは、筒状部材９の外装ケース３から出た部分の厚みと外周の円環状凹部２３の高さによってきまる。この可動ストロークである距離Ｃは、入力基板４が確実に押されるように距離Ａより長く、ばね８が弾性変形可能な長さよりも短く設定されている。
【００２４】
以下に、入力ボタンの動作について述べる。
通常、指で入力ボタン１を押す時は、可動部６と外部入力部７とは、相対位置が変化せずに筒状部材９の中をスライドして押し込まれる。ここで、外部入力部７の可動ストロークである距離Ｃは、入力基板４と接触部１１との距離Ａより長いため、可動部６の接触部１１が入力基板４と接触し、入力基板４が弾性変形して基板５の当接部に当接して信号が入力される。
【００２５】
一方、入力ボタン１を下側にして落下した場合、入力ボタン１の外部入力部７には、相当の衝撃力が加わる。ここで、移動部６は勢いよく入力基板４に衝突するが、ばね８のばね力は入力基板４が塑性変形するのに要する力よりも小さいため、入力基板４が塑性変形する以前に弾性変形する。従って、その衝撃力は、ばね８によって吸収され、入力基板４には伝達されない。また、外部入力部７が外装ケース３まで押し込まれても、その押し込まれる距離Ｃは、ばね８の弾性変形可能な長さより短いので、ばね８は弾性変形により衝撃力を吸収することができ、残りの衝撃力は外装ケース３に伝わる。
【００２６】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）入力基板４を押すことが可能な可動部６と外部入力部７との間にばね８が配置され、ばね８のばね力は、入力基板４が塑性変形する力より小さく設定されているので、外部から衝撃力が加わった場合でも、ばね８が衝撃力を吸収して入力基板４に伝わるのを防止でき、入力基板４の塑性変形あるいは破損を防ぐことができる。また、ばね８のばね力が入力基板４の弾性変形する力より大きいので、入力も確実に行える。
【００２７】
（２）筒状部材９に可動部６と外部入力部７とが挿入されることにより、可動部６と外部入力部７との動きを規制でき、押力方向を決めやすい。また、外部から加わる入力ボタン１への衝撃力の方向と、可動部６と外部入力部７との間にあるばね８の衝撃を吸収する方向を合わせやすく効率的に衝撃を吸収できる。
【００２８】
（３）筒状部材９に可動部６と外部入力部７が挿入されていることにより、入力ボタン１として一体で構成でき、入力ボタン１単体として取り扱いやすく、機器への取り付けが容易にできる。
【００２９】
（４）ばね１０を筒状部材９と可動部６または外部入力部７との間に設けることにより、入力に必要な押力を振動等で誤動作が生じない大きさ以上で、かつ入力ボタン１を押した時の操作感が良好な大きさ（指で普通の力で押せる程度）に設定できる。また、入力をやめると、押し込んだ外部入力部７と可動部６を、入力基板４側から初期の位置に確実に戻すことができる。
【００３０】
（５）腕時計２は、外した際に机に置くなど落下の可能性が高く、衝撃力が入力ボタン１に加わりやすい。また、腕に装着するので外部の物体とも接触しやすく不意の衝撃力も加わりやすい。従って、本発明を腕時計に適用することのメリットは大きい。
【００３１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、弾性体としてばね８としていたが、本発明では、ゴムやその他の弾性体を使用してもよい。
また、前記実施形態では、筒状部材９と外部入力部７の間に別の弾性体であるばね１０を配置したが、押し込んだ可動部６と外部入力部７とがもとの位置に戻るような配置であれば、どのような配置であってもよい。例えば、弾性体の一端を電子機器本体の一部と接触させてもよい。そのほか、可動部６の接触部１１と入力基板４を初期状態で接触させておき、外部入力部７を押すと、入力基板４が弾性変形して入力を感知するが、解除すると入力基板４の元に戻ろうとする力を利用して、可動部６と外部入力部７を初期の状態に戻してもよい。
【００３２】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる入力ボタンが組み込まれた時計の部分断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…入力ボタン、２…時計、４…入力基板、６…可動部、７…外部入力部、８…弾性体であるばね、９…筒状部材、１０…別の弾性体であるばね。
【図１】
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