JP2009037824A - キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】上下方向での薄型を保ちつつ水平方向での小型化が実現できるキースイッチの提供。また、防塵性と防水性を高めたキースイッチの提供。
【解決手段】磁気センサ６をスイッチ基板９における確定キー４の裏面との対向位置に配置するため、回転キー３の径方向における操作面の幅を従来技術に比べ小さくでき、キースイッチ２の操作面の大きさを小型化することができる。また、回転キー３と確定キー４を支持するベースシート８を備えるため、ベースシート８をシール材とすることができ、キートップ側から水、埃、塵などを侵入し難くすることができる。よって携帯電話機１内部に配置される磁気センサ６などの電子部品や基板回路９に水分や埃などを付着し難くでき、電気的な短絡による誤動作、故障、漏電などを発生し難くすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、リモートコントローラ、キーボード、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、ＤＳＣ（Digital Still Camera）、ＤＶＣ（Digital Video Camera）、携帯型オーディオプレーヤ等の各種電子機器の入力に用いられるキースイッチに関する。

各種電子機器には回転操作によって入力を行うキースイッチが装備されており、その操作面を回転させる回転操作によって入力がなされる円環形状の回転キーと、その回転キーの中央に配置され押圧操作によって入力がなされる確定キーとからなるキースイッチが知られている（特許文献１）。

このキースイッチでは、回転キーの裏面に、回転検出用磁性体、磁気センサ、クリック感発生用磁性体を備えており、回転キーが回転すると、回転キーに取付けられた回転検出用磁性体も共に回転する。そして、回転検出用磁性体の回転による磁力変化から、２つ設けられた磁気センサが回転キーの回転量と回転方向とを検出する一方で、回転検出用磁性体の回転によって、回転キーと共周りしないように固定して取付けられたクリック感発生用磁性体との間で生じる磁力の引力と反発力から、操作者は所定の回転角ごとにクリック感を得ることができるという特徴がある。
特開２００３−２８０７９９号公報

ところで、前述の携帯電話機のような携帯型電子機器にあっては、機器全体の薄型化や小型化が強く要請されている。この点で、前述の従来例によるキースイッチは、回転キーの下方の基板側に回転検出用磁性体と磁気センサとクリック感発生用磁性体とを略同一平面上に配置して、上下方向に薄型のキースイッチを実現している。ところが回転検出用磁性体等を回転キーの下方位置に集中配置させるスイッチ構造では、水平方向の小型化といった要請には対処し難いという問題がある。また、クリック感発生用磁性体については、回転検出用磁性体や磁気センサと略同一平面上に配置しながらも、回転キーと共周りしないように保持部にて固定して取付ける構造としているため、部品点数が多く組立も面倒である。さらに、キースイッチに防塵シートは備えているものの、磁気センサなど一部の電子部品は防塵シートで覆われていないため、キースイッチ内に水分が入ると電気的に短絡するおそれもある。

以上のような背景の下になされたのが本発明である。すなわち本発明の目的は、上下方向での薄型を保ちつつ水平方向での小型化が実現できるキースイッチを提供することである。また本発明の別の目的は、防塵性と防水性を高めたキースイッチを提供することである。

上記目的を達成すべく本発明は以下のように構成される。即ち、本発明は、円環状の回転キーと、回転キーの中央孔に配置する確定キーと、回転キーに対して同心状に固定する円環状の回転検出磁石と、回転キーと共に回転する回転検出磁石の磁力変化を検出する磁気センサと、回転キーと共に回転する回転検出磁石との間で吸引・反発するクリック感発生磁石と、磁気センサを実装するスイッチ基板と、を備えるキースイッチについて、磁気センサをスイッチ基板における確定キーの裏面との対向位置に配置し、クリック感発生磁石をスイッチ基板における確定キーの裏面又は回転キーの裏面との対向位置に配置し、且つスイッチ基板の上方位置で確定キー、回転キー及び回転検出磁石を浮動状態で支持し、磁気センサ、クリック感発生磁石及びスイッチ基板を外部に対して遮蔽するベースシートを備えることを特徴とするキースイッチを提供する。

本発明では、磁気センサをスイッチ基板における確定キーの裏面との対向位置に配置するため、キースイッチの水平方向の幅を小さくすることができる。換言すれば、回転キーの裏面との対向位置に、磁気センサと、回転検出磁石と、クリック感発生磁石を配置していた従来技術に比べ、回転キーの径方向における操作面の幅を小さくすることができる。こうして、キースイッチの操作面の大きさを小型化することができる。なお、本発明における磁気センサの実装形態は、確定キーの裏面との対向位置におけるスイッチ基板の表面に実装する形態だけでなく、スイッチ基板における確定キーの裏面との対向位置に透孔を設け、その透孔に磁気センサの本体を配置し、磁気センサの端子をスイッチ基板に接続する場合も含まれる。

さらにクリック感発生磁石をスイッチ基板における確定キーの裏面又は回転キーの裏面との対向位置に配置するため、クリック感発生用磁性体を保持部を用いて固定する従来技術と異なり、部品点数を増やすことなくクリック感発生磁石を非回転部材として簡単に固定することができる。

またさらにスイッチ基板の上方位置で確定キー、回転キー及び回転検出磁石を浮動状態で支持し、磁気センサ、クリック感発生磁石及びスイッチ基板を外部に対して遮蔽するベースシートを備えるため、このベースシートによってスイッチ基板を覆うことができるので、確定キー等の支持機能だけでなく機器の内部に対するシール材として機能させることができる。したがってキーの操作面側の外部から水や、埃、塵などの侵入を防ぐことができ、機器内部の電子部品や電気回路に水分や埃などを付着し難くすることができる。よってベースシートの裏面側に配置される磁気センサやクリック感発生磁石、スイッチ基板などを防水、防塵して電気的な短絡による誤動作、故障、漏電などを発生し難くすることができる。

ベースシートには表面側に突出するクリック感発生磁石の上部が入り込む収容凹部を設け、確定キー又は回転キーの裏面にはクリック感発生磁石が入り込む肉逃げ凹部を設けることができる。ベースシートに表面側に突出するクリック感発生磁石の上部が入り込む収容凹部を設けているため、クリック感発生磁石を上面側から覆うことができる。さらに確定キー又は回転キーの裏面にクリック感発生磁石が入り込む肉逃げ凹部を設けたため、確定キーの押圧操作や回転キーの回転操作、押圧操作を行っても、確定キーや回転キーの裏面側に設けられているクリック感発生磁石を接触し難くすることができる。

回転キーの裏面に設ける肉逃げ凹部については回転キーと同心円状の円周溝として形成することができる。このようにすれば、クリック感発生磁石が肉逃げ凹部内に入り込んでいても、回転キーが回転する際には円周溝とした肉逃げ凹部内にあって回転キー回転の障害物とならず、スムーズな回転操作をすることができる。

確定キーの裏面には磁気センサの上部が入り込む肉逃げ凹部を設けることができる。このようにすれば、確定キーの押圧操作を行っても、確定キーの裏面側に設けられている磁気センサと確定キーとを接触し難くすることができる。なお、磁気センサを上面側から覆うために、ベースシートに表面側に突出する磁気センサの上部が入り込む収容凹部を設けていても、確定キーの裏面に磁気センサとともにベースシートの収容凹部が入り込む肉逃げ凹部を設ければ、これらと確定キーを接触し難くすることができる。

確定キーをベースシートに固着する接着層を設け、ベースシートには確定キー裏面の肉逃げ凹部との対応部分を除去した透孔を設けることができる。確定キーをベースシートに固着したため、確定キーの裏面側に設けた皿ばねなどの接点スイッチに対して位置ずれし難くすることができる。よって確定キーの押圧操作を確実にすることができ、それによるクリック感も確実に得ることができる。さらにベースシートに確定キー裏面の肉逃げ凹部との対応部分を除去した透孔を設けたため、確定キーの裏面に設けた磁気センサなどの上部が入り込む収容凹部をベースシートに設けなくとも機器の内部をシールすることができる。また、確定キーを押圧した際に、磁気センサなどの上部が入り込む収容凹部がベースシートに無いため、こうしたベースシートを伸ばすための押圧荷重が不要で、押圧荷重を小さくすることができ、操作性を高めることができる。

確定キーの外周縁には回転キーの内周縁に対して係止する抜止めフランジを設けることができる。例えば、確定キーにおける外周縁の裏面側端部に抜止めフランジを設け、回転キーにおける内周縁の裏面側端部に確定キーの抜止めフランジと対向して係止する係止凹部を設ければ、確定キーの抜止めフランジが回転キーの係止凹部と係止して確定キーを抜止めすることができる。また、ベースシートに固着した確定キーにおける外周縁の操作面側端部に抜止めフランジを設け、回転キーにおける内周縁の操作面側端部に確定キーの抜止めフランジと対向して係止する係止凹部を設ければ、確定キーの抜止めフランジが回転キーの係止凹部と係止して回転キーを抜止めすることができ、回転キーをベースシートに対し回転自在に装着することができる。そしてベースシート上に確定キーと回転キーを共に固定することができ、機器に組み込む際の取扱いを容易にすることができる。

回転キーの裏面に該回転キーと同心円の円環溝を設け、回転検出磁石をこの円環溝に固着することができる。例えば回転キーの操作面に回転検出磁石を設けると操作者の視界に回転検出磁石が入ってしまい回転キーの見映えが悪くなってしまう。また回転キーの内部に回転検出磁石を埋設すると製造が複雑で回転キーの厚みも厚くなってしまう。しかし前述の本発明によれば、回転キーに対して回転検出磁石を簡単に装着することができ、操作者の見映えもよくすることができる。

スイッチ基板における回転検出磁石の押圧軌道上には皿ばねなどの接点スイッチを配置することができる。このようにすれば、比重の大きな回転検出磁石の重さを接点スイッチの押圧入力荷重として利用できるため、押圧操作性を高めることができる。

本発明のキースイッチでは、キースイッチの水平方向の幅を小さくすることができる。換言すれば、従来技術と比較して回転キーの径方向における操作面の幅を小さくすることができ、キースイッチの操作面の大きさを小型化することができる。

また、部品点数を増やすことなくクリック感発生磁石を非回転部材として簡単に固定することができるため、キースイッチの構造を単純にし組立を容易にすることができる。

さらに、ベースシートを確定キー等の支持機能だけでなくシール材としても機能させることができるため、キーの操作面側から水や埃、塵などの機器内部への侵入を防止することができる。よって電気的な短絡による誤動作や故障、漏電などの発生を予防することができる。したがって防塵性と防水性を高めたキースイッチを実現することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態で共通する部材、材質、構成、作用、効果については重複説明を省略する。また図１で示すように、「電子機器」としての携帯電話機１に本発明のキースイッチを適用する場合について説明する。

第１実施形態〔図１〜図３〕： 図１には第１実施形態のキースイッチ２を搭載する携帯電話機１の外観図、図２にはキースイッチ２の拡大平面図、図３にはキースイッチ２の断面図を示す。第１実施形態のキースイッチ２は、回転検出磁石５が収容された回転キー３と、回転キー３の中央に配置された確定キー４とがベースシート８上に載置されたキーシート２ａを有し、スイッチ基板９上に載置された磁気センサ６と、クリック感発生磁石７とを備えている。

回転キー３は、操作面にて回転操作及び押圧操作がなされるキーである。この回転キー３の操作面とは反対側の裏面には、回転キー３と同心円の２つの円環溝３ａ，３ｂが形成されている。このうち内周側にある第１の円環溝３ａには、後述する回転検出磁石５が回転キー３と接着剤や両面テープなどによって一体に固着している。外周側にある第２の円環溝３ｂは、後述するクリック感発生磁石７の上部が入り込む「肉逃げ凹部」となっている。この第２の円環溝３ｂの内面とクリック感発生磁石７の外面との間には、クリック感発生磁石７の上部が入り込むベースシート８の「収容凹部」を介して回転キー３が回転可能となるように且つ押圧可能となるように隙間が形成されている。さらに回転キー３の内周縁における裏面側端部には、係止凹部３ｃが周状に形成され、後述する確定キー４の周状フランジ４ａと係止して確定キー４の携帯電話機１からの離脱を防止している。回転キー３の外周縁における裏面側端部には、外方へ突出する周状鍔部３ｄが形成され、携帯電話機１の操作開口１ａにおける内面側端部に形成した周状の係止凹部１ｂと係止して回転キー３の携帯電話機１からの離脱を防止している。そして回転キー３の裏面側には、スイッチ基板９に、回転キー３の押圧操作によって入力が可能な接点スイッチとしての４つの皿ばね１０が円周状位置に実装されている。各皿ばね１０は、回転キー３と同心状となる円周上位置に配置されており、時計の12時にあたる上位置、3時にあたる右位置、6時にあたる下位置、9時にあたる左位置の各位置に配置されている。なお、回転キー３の操作面には突起や窪みなどを設けて回転操作をし易くすることができる。

確定キー４は押圧操作されるキーで略円柱形状に形成され、回転キー３の中央に配置されている。この確定キー４の裏面には２つの肉逃げ凹部４ｂ，４ｂが形成され、それぞれ後述する２つの磁気センサ６，６を１個づつその上部が入り込むように収容している。これら肉逃げ凹部４ｂ，４ｂの各内面と磁気センサ６，６の各外面との間には、磁気センサ６の上部が入り込むベースシート８の「収容凹部」を介して確定キー４が押圧可能となるように隙間が形成されている。さらに確定キー４の外周縁における裏面側端部には、外方へ突出する周状フランジ４ａが形成され、回転キー３の係止凹部３ｃと係止し確定キー４の携帯電話機１からの離脱を防止している。そして確定キー４における平面視で略中央の裏面側には、スイッチ基板９に、確定キー４の押圧操作によって入力が可能な接点スイッチとしての皿ばね１０が実装されている。この皿ばね１０は、回転キー３の回転中心にあたる位置及びこれと同心状の円周上位置に配置される前述の４つの皿ばね１０の中心位置に配置されている。

回転検出磁石５は、回転キー３と同心円状に形成され、回転キー３の第１の円環溝３ａの内部に対し一体に固着されており、回転キー３と共に回転する。この回転検出磁石５の着磁形態は、Ｎ極とＳ極が周方向で交互に一定のピッチ角度で繰り返すように着磁されている。

磁気センサ６は、回転検出磁石５の磁力の変化を検出するセンサで、確定キー４に設けられた２つの肉逃げ凹部４ｂ，４ｂに、それぞれ１個ずつ上部が入り込むように収容される。即ち、２個とも回転検出磁石５の内側に配置されている。そして２個の磁気センサ６，６は、携帯電話機１の内部のスイッチ基板９に対して確定キー４の外周縁と同心円の周上に配置され、回転検出磁石５の磁極が形成されているピッチ角度の整数倍からずれた位置に固定されている。磁気センサ６としては既知のホール素子などを用いることができる。

このように磁極が形成されているピッチ角度の整数倍からずれた位置に２個の磁気センサ６，６を配置することで、それぞれの磁気センサ６，６から出力される波形の位相の進み具合に差が発生するため、この差より回転検出磁石５（回転キー３）の回転方向と回転量を検出することができる。

クリック感発生磁石７は、回転する回転検出磁石５との間で相互に引力（吸引）と反発力（反発）を生じて、回転キー３に対する回転力に差を生じさせてクリック感を与えるものである。このクリック感発生磁石７は回転キー３と同心円状に形成されており、スイッチ基板９に対して回転検出磁石５の外側に配置固定され、前述したように回転キー３の第２の円環溝３ｂに上部が入り込むように収容される。クリック感発生磁石７の着磁形態は、Ｎ極とＳ極が周方向で交互に繰り返されるように回転検出磁石５と同じピッチ角度で配置されている。

回転キー３の回転操作を行わない場合は、クリック感発生磁石７と回転検出磁石５とは相互に引力を生じている状態、即ち互いにＮ極とＳ極が対向する状態で回転キー３が停止している。そして操作面に沿って回転キー３に回転力を加えると、クリック感発生磁石７と回転検出磁石５との相互に生じる引力が停止状態に戻ろうとして回転方向とは逆方向に働き、回転量が大きくなるに従い回転操作荷重が徐々に大きく（重く）なる。さらに回転力を加え磁極のピッチ角度の半角を超えると、回転方向の隣に位置する磁極との引力が発生して回転方向への引力が逆方向への引力より大きく働き、回転操作荷重が小さく（軽く）なる。このように回転操作荷重の大小によってクリック感を得ることができる。

ベースシート８は、スイッチ基板９上で、回転キー３と確定キー４を裏面側から支持している。このベースシート８は樹脂フィルム又は薄肉のゴムシートで形成され、その一部はベースシートの表面側に突出して、スイッチ基板９に固定される磁気センサ６やクリック感発生磁石７の上部が入り込む収容凹部を形成している。そしてこれらを上面側から覆って、確定キー４の肉逃げ凹部４ｂ内や回転キー３の第２の円環溝３ｂ内に磁気センサ６やクリック感発生磁石７とともに入り込んでいる。

ここでキースイッチ２を構成する材質について説明する。回転キー３や確定キー４の材質は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの硬質樹脂のほか、金属が使用される。硬質樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂やこれらのアロイ樹脂が挙げられ、金属としては着滋しないもので、例えばアルミニウムが挙げられる。また、印刷、塗装、蒸着、めっきなどの加飾を施せるものがよく、さらに暗い場所での操作性を高めるために、いわゆるバックライト照光が可能な透光性材料を用いることができる。

回転検出磁石５やクリック感発生磁石７の材質は、例えば、ネオジウム、サマリウム−コバルト、フェライト、アルニコなどが挙げられる。なお、回転検出磁石５やクリック感発生磁石７には、欠けや割れを防ぐために保護層を設けることもできる。

ベースシート８の材質は、滑り性がよく、シール材として防水、防塵効果を有し、回転キー３や確定キー４の押圧操作の際に、磁気センサ６やクリック感発生磁石７の上部が入り込む収容凹部が伸びるような柔軟性を有する樹脂フィルムやゴムシートが使用される。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、フッ素フィルム、アイオノマーフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルムなどが挙げられ、ゴムシートとしては、例えば、熱可塑性エラストマーシート、シリコーンゴムシートなどが挙げられ、樹脂フィルムとゴムシートの複合シートであっても使用できる。また、薄型のキースイッチを実現するためには厚さ１５０μｍ以下が好ましく、さらにバックライト照光が可能な透光性材料を用いることができる。なお、ベースシート８を構成する樹脂フィルムやゴムシートについて素材自体が持つ滑り性をより一層高めるには、例えば回転キー３との接触部分を表面改質したり摺動抵抗の低い樹脂を固着することができる。また、ベースシート８の構造自体によって滑り性を高める方法は後述の第６実施形態で一例を説明する。

本実施形態のキースイッチ２の作用、効果について説明する。第１実施形態のキースイッチ２によれば、磁気センサ６をスイッチ基板９における確定キー４の裏面との対向位置に配置しているため、回転キー３の径方向における操作面の幅を従来技術の回転キーに比べ小さくすることができ、キースイッチ２の操作面の大きさを小型化することができる。

クリック感発生磁石７をスイッチ基板９における回転キー３の裏面との対向位置に配置しているため、従来技術と異なり部品点数を増やすことなくクリック感発生磁石７を非回転部材として簡単に固定することができる。

クリック感発生磁石７を回転キー３の裏面に形成した第２の円環溝３ｂに収容するため、回転キー３の第１の円環溝３ａに固着した回転検出磁石５の近傍に配置することができる。よって回転検出磁石５とクリック感発生磁石７との間で生じる磁力の引力と反発力を強くすることができ、明確なクリック感を得ることができる。なお、本実施形態ではクリック感発生磁石７を円環形状としているが、扇形状、弧形状、円柱形状、角柱形状などとすることもでき、クリック感発生磁石（クリック感発生磁石）を小さくすれば、キースイッチを軽量化することができる。

回転キー３と確定キー４の裏面に、これらを支持するベースシート８を備えるため、ベースシート８をシール材とすることができ、キートップ側から水、埃、塵などを侵入し難くすることができる。よって携帯電話機１内部に配置される磁気センサ６などの電子部品や基板回路９に水分や埃などを付着し難くすることができ、電気的な短絡による誤動作、故障、漏電などを発生し難くすることができる。

ベースシート８に表面側に突出するクリック感発生磁石７の上部が入り込む収容凹部を設けているため、クリック感発生磁石７を上面側から覆うことができる。さらに回転キー３の裏面にクリック感発生磁石７とベースシート８の収容凹部が入り込む第２の円環溝３ｂを設けたため、回転キー３の回転操作を行う際にはクリック感発生磁石７の上部は第２の円環溝３ｂ内にあっても回転キー３回転の障害物とならず、スムーズな回転操作をすることができ、押圧操作を行う際には回転キー３の裏面側に設けられているクリック感発生磁石７やベースシート８の収容凹部と回転キー３を接触し難くすることができる。

確定キー４の裏面に磁気センサ６の上部が入り込む肉逃げ凹部４ｂを設けたため、確定キー４の押圧操作を行っても、確定キー４の裏面側に設けられている磁気センサ６と確定キー４を接触し難くすることができる。なお、ベースシート８には表面側に突出する磁気センサ６の上部が入り込む収容凹部を設けているため、確定キー４の裏面を覆うベースシート８が、磁気センサ６を上面側から覆うことができる。

確定キー４における外周縁の裏面側端部にフランジ４ａを設け、回転キー３における内周縁の裏面側端部に確定キー４のフランジ４ａと対向して係合する係止凹部３ｃを設けているため、確定キー４のフランジ４ａが回転キー３の係止凹部３ｃに係止して確定キー４の抜止めとすることができる。

回転検出磁石５を回転キー３の裏面に形成した第１の円環溝３ａに固着するため、回転キー３に対して回転検出磁石５を簡単に装着することができ、操作者の見映えもよくすることができる。

スイッチ基板９における回転検出磁石５の押圧軌道上に皿ばね１０を配置したため、比重の大きな回転検出磁石５の重さを利用して皿ばね１０を押圧することができ、押圧操作性を高めることができる。

第２実施形態〔図４，図５〕： 図４には第２実施形態のキースイッチ１１の拡大平面図、図５にはキースイッチ１１の断面図を示す。第２実施形態のキースイッチ１１が第１実施形態のキースイッチ２と異なるのは、回転キー１２と確定キー１３とクリック感発生磁石１４とベースシート１５の構成である。残余の構成は第１実施形態のキースイッチ２と同じである。

回転キー１２には第１実施形態の回転キー３に形成されていたクリック感発生磁石７の上部が入り込む第２の円環溝３ｂに相当するものが無く、回転キー１２の裏面側には円環状のクリック感発生磁石７も設けられていない。そして回転キー１２の内周縁における裏面側端部には、後述する確定キー１３の周状フランジ１３ａと係止する係止凹部１２ｂが周状に形成され、外周縁における裏面側端部には、携帯電話機１の操作開口１ａにおける内面側端部に形成した周状の係止凹部１ｂと係止する外方へ突出する周状鍔部１２ｃが形成されている。

確定キー１３の裏面には２つの磁気センサ６，６の上部が入り込む２つの肉逃げ凹部１３ｂ，１３ｂとは他の三つ目の肉逃げ凹部１３ｃが形成され、クリック感発生磁石１４の上部が入り込むようにしてある。三つ目の肉逃げ凹部１３ｃにも磁気センサ６の上部が入り込む肉逃げ凹部１３ｂと同様に、三つ目の肉逃げ凹部１３ｃの内面とクリック感発生磁石１４の外面との間には、クリック感発生磁石１４の上部が入り込むベースシート１５の収容凹部を介して確定キー４が押圧可能なように隙間が形成されている。さらに確定キー１３の外周縁における裏面側端部には、前述したように回転キー１２の係止凹部１２ｂと係止する外方へ突出する周状フランジ１３ａが形成されている。

クリック感発生磁石１４は四角柱形状に形成されており、スイッチ基板９に対して回転検出磁石５の内側に配置固定され、前述したように確定キー１３の三つ目の肉逃げ凹部１３ｃに上部が入り込むように収容される。そしてクリック感発生磁石１４の着滋形態は、回転検出磁石５に対して最も近くに対向する面部をＮ極又はＳ極の磁極とし、その面部と反対側の面部を逆極性の磁極にしてある。

ベースシート１５は第１実施形態のベースシート８と同様に、スイッチ基板９上で回転キー１２と確定キー１３を裏面側から支持し、その一部はスイッチ基板９に固定される磁気センサ６やクリック感発生磁石１４の上部が入り込む収容凹部を形成している。そして磁気センサ６やクリック感発生磁石１４の上部を覆って、確定キー１３の肉逃げ凹部１３ｂ内や三つ目の肉逃げ凹部１３ｃ内に磁気センサ６やクリック感発生磁石１４とともに入り込んでいる。

第２実施形態のキースイッチ１１の作用、効果は、第１実施形態のキースイッチ２と同様に、キースイッチ１１の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石１４を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができる。さらに、キースイッチ１１によれば、確定キー１３の裏面側にクリック感発生磁石１４を設けるため、回転キー１２の径方向での操作面の幅を従来技術の回転キーよりも、より一層小さくすることができ、キースイッチ１１の操作面の大きさを更に小型化することができる。

第３実施形態〔図６，図７〕： 図６には第３実施形態のキースイッチ１６の拡大平面図、図７にはキースイッチ１６の断面図を示す。第３実施形態のキースイッチ１６が第１実施形態のキースイッチ２と異なるのは、回転キー１７と確定キー１８の構成である。残余の構成は第１実施形態のキースイッチ２と同じである。

回転キー１７は第１実施形態の回転キー３と同様に、裏面に回転検出磁石５が一体に固着する第１の円環溝１７ａとクリック感発生磁石７を収容する周状の「肉逃げ凹部」としての第２の円環溝１７ｂが形成されている。しかし、回転キー１７の内周縁における操作面側端部に係止凹部１７ｃが周状に形成され、後述する確定キー１８の周状フランジ１８ａと係止して回転キー１７の携帯電話機１からの離脱を防止している。そして外周縁には周状鍔部が形成されていない。

確定キー１８は第１実施形態の確定キー４と同様に、裏面に２つの磁気センサ６，６を１個づつ収容する２つの肉逃げ凹部１８ｂ，１８ｂが形成されている。しかし、確定キー１８の外周縁における操作面側端部には、外方へ突出する周状フランジ１８ａが形成され、前述したように回転キー１７の係止凹部１７ｃと係止している。さらにこの確定キー１８における２つの肉逃げ凹部１８ｂ，１８ｂを除く裏面は、接着層１９によってベースシート８に固着し、携帯電話機１からの離脱を防止している。

接着層１９の材質は、加熱により軟化又は溶融する接着剤、紫外線硬化接着剤、瞬間接着剤などを使用できる。加熱により軟化又は溶融する接着剤としては例えば、アクリル系、塩ビ系、ポリエステル系、ウレタン系などの樹脂、ワックス、エラストマーが挙げられ、紫外線硬化接着剤としては例えば、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの樹脂が挙げられ、瞬間接着剤としては例えば、シアノアクリレート系の樹脂が挙げられる。加熱により軟化又は溶融する接着剤は接着工程で接着層１９が広がり難いため、接着面積を制御し易く、本実施形態のような確定キー１８の肉逃げ凹部１８ｂを除く裏面とベースシート８を固着する場合に好ましい接着剤である。

第３実施形態のキースイッチ１６の作用、効果は、第１実施形態のキースイッチ２と同様に、キースイッチ１６の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石７を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができるほか、さらに次の作用、効果を発揮する。キースイッチ１６によれば、確定キー１８をベースシート８に固着するため、確定キー１８の裏面側に確定キー１８で押圧する皿ばね１０を設けた際に、確定キー１８と皿ばね１０とを位置ずれし難くすることができる。よって確定キー１８の押圧操作を確実にすることができ、皿ばね１０のクリック感も確実に得ることができる。

ベースシート８に固着した確定キー１８の周状フランジ１８ａに、回転キー１７の係止凹部１７ｃを係止させて回転キー１７のベースシート８からの離脱を防止しているため、回転キー１７をベースシート８に対し回転自在に装着することができる。そしてベースシート８上に確定キー１８と回転キー１７を共に固定することができ、携帯電話機１に組み込む際の取扱いを容易にすることができる。

第４実施形態〔図８〕： 図８には第４実施形態のキースイッチ２０の断面図を示す。第４実施形態のキースイッチ２０が第３実施形態のキースイッチ１６と異なるのは、ベースシート２１の構成である。残余の構成は第３実施形態のキースイッチ１６と同じである。

ベースシート２１には確定キー１８の裏面に設けた肉逃げ凹部１８ｂと整合する透孔２１ａが設けられている。

第４実施形態のキースイッチ２０は、第３実施形態のキースイッチ１６と同様に、キースイッチ２０の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石７を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができるほか、さらに次の作用、効果を発揮する。キースイッチ２０によれば、ベースシート２１に対し確定キー１８の肉逃げ凹部１８ｂと整合する透孔２１ａを設けたため、確定キー１８の肉逃げ凹部１８ｂ内に入るベースシートが無く、肉逃げ凹部１８ｂの幅Ｗ１や深さＨ１をベースシートがある場合の肉逃げ凹部の幅Ｗ２や深さＨ２よりやや小さくしても、確定キー１８を押圧した場合の肉逃げ凹部１８ｂ内面と磁気センサ６との接触を防ぐことができる（図９）。よって小さい肉逃げ凹部１８ｂに合わせて確定キー１８を小さくすることができ、キースイッチ２０の全体の大きさを小型化することができる。また、第３実施形態のベースシート８のように磁気センサ６の上部が入り込む収容凹部がある場合は、このベースシートを伸ばすため押圧荷重が大きく（重く）なり、押圧操作のクリック感を鈍くする虞があるが、本実施形態のように肉逃げ凹部１８ｂと整合する透孔２１ａを設ければ、ベースシートを伸ばす場合に比べて押圧荷重を小さく（軽く）することができ、クリック感が伝わり易く操作性を高めることができる。

第５実施形態〔図１０，図１１〕： 図１０には第５実施形態のキースイッチ２２の拡大平面図、図１１にはキースイッチ２２の断面図を示す。第５実施形態のキースイッチ２２が第３実施形態のキースイッチ１６と異なるのは、回転キー２３と確定キー２４とクリック感発生磁石１４とベースシート２５の構成である。残余の構成は第３実施形態のキースイッチ１６と同じである。

回転キー２３には第３実施形態の回転キー１７に形成されていたクリック感発生磁石７の上部が入り込む第２の円環溝３ｂに相当するものが無く、回転キー２３の裏面側には円環状のクリック感発生磁石７も設けられていない。そして第３実施形態の回転キー１７と同様に、回転キー２３の内周縁における操作面側端部に係止凹部２３ｂが周状に形成され、後述する確定キー２４の周状フランジ２４ａと係止して回転キー２３の携帯電話機１からの離脱を防止しており、外周縁には周状鍔部が形成されていない。

確定キー２４の裏面には２つの磁気センサ６，６の上部が入り込む２つの肉逃げ凹部２４ｂ，２４ｂに加えて三つ目の肉逃げ凹部２４ｃが形成されており、そこにクリック感発生磁石１４の上部が入り込むようにしてある。三つ目の肉逃げ凹部２４ｃにも磁気センサ６の上部が入り込む肉逃げ凹部２４ｂと同様に、三つ目の肉逃げ凹部２４ｃの内面とクリック感発生磁石１４の外面との間には、クリック感発生磁石１４の上部が入り込むベースシート２５の収容凹部を介して確定キー２４が押圧可能となるように隙間が形成されている。そして第３実施形態の確定キー１８と同様に、確定キー２４の外周縁における操作面側端部には、外方へ突出する周状フランジ２４ａが形成され、前述したように回転キー２３の係止凹部２３ｃと係止している。さらにこの確定キー２４における２つの肉逃げ凹部２４ｂ，２４ｂを除く裏面は、接着層１９によってベースシート２５に固着し、携帯電話機１からの離脱を防止している。

ベースシート２５は第３実施形態のベースシート８と同様に、スイッチ基板９上で回転キー２３と確定キー２４を裏面側から支持しているが、確定キー２４の裏面に設けた肉逃げ凹部２４ｂと整合する透孔２５ａや三つ目の肉逃げ凹部２４ｃと整合する透孔２５ｂが設けられている。

第５実施形態のキースイッチ２２の作用、効果は、第３実施形態のキースイッチ１６と同様に、キースイッチ２２の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石１４を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができるほか、さらに次の作用、効果を発揮する。キースイッチ２２によれば、確定キー２４の裏面側にクリック感発生磁石１４を設けるため、回転キー２３の操作面幅を従来技術の回転キーに比べ小さくすることができ、キースイッチ２２の操作面の大きさを小型化することができる。

第６実施形態〔図１２，図１３〕： 図１２には第６実施形態のキースイッチ２６の拡大平面図、図１３にはキースイッチ２６の断面図を示す。第６実施形態のキースイッチ２６が第４実施形態のキースイッチ２０と異なるのは、回転キー２７、確定キー２８、ベースシート２９、磁気センサ３０、クリック感発生磁石３１の構成である。残余の構成は第４実施形態のキースイッチ２０と同じである。

回転キー２７は第４実施形態の回転キー１７と同様に円環状に形成され、この回転キー２７の内周縁の裏面側端部には周状凹部２７ａが設けられている。この周状凹部２７ａ内には回転検出磁石５が一体に取付られており、内周縁には後述する確定キー２８の周状フランジ２８ａに向かって突出する周状リブ２７ｂが形成されている。さらに回転キー２７の裏面には押圧方向に突出する周状突部２７ｃ、言い換えると、スイッチ基板９上の皿ばね１０に向かって突出する周状突部２７ｃが設けられている。そして回転キー２７の外周縁における裏面側端部には、外方へ突出する周状鍔部２７ｄが形成され、携帯電話機１の操作開口１ａにおける内面側端部に形成した周状の係止凹部１ｂと係止している。この回転キー２７は、周状リブ２７ｂが確定キーの外周縁と係止し、周状鍔部２７ｄが係止凹部１ｂと係止して携帯電話機１からの離脱し難くなっている。

確定キー２８は第４実施形態の確定キー１８と同様に略円柱形状に形成され、回転キー２７の中央に配置されている。この確定キー２８の裏面には２つの肉逃げ凹部２８ｂ，２８ｂが形成され、確定キー２８の押圧操作によって確定キー２８がスイッチ基板９に接近した際にそれぞれ後述する２つの磁気センサ３０，３０と確定キー２８の接触を防いでいる。そして確定キー２８の外周縁における裏面側端部には、外方へ突出する周状フランジ２８ａが形成されている。さらにこの確定キー２８における２つの肉逃げ凹部２８ｂ，２８ｂを除く裏面は、接着層１９によってベースシート２９に固着し、携帯電話機１からの離脱を防止している。

ベースシート２９はスイッチ基板９上で、回転キー２７と確定キー２８を裏面側から支持しており、平面視で円形状の回転キー２７及び確定キー２８と接する部分２９ａを樹脂フィルムにて形成し、それを除く部分２９ｂをゴムシートで形成している。これら樹脂フィルム（２９ａ）とゴムシート（２９ｂ）とは、粘着剤や接着剤、両面テープを用いたり、樹脂フィルムをインサートしてゴムシートを成形するような金型内一体成形により相互に固着される。そして確定キー２８の裏面に設けた肉逃げ凹部２８ｂと整合する透孔２９ｃが設けられている。この透孔２９ｃは確定キー２８とベースシート２９とを固着する前に予めベースシート２９の所定位置に設けておいたり、あるいは確定キー２８をベースシート２９と固着した後に、確定キー２８の肉逃げ凹部２８ｂとの対応位置を穿孔することで設けられる。さらにスイッチ基板９の対向面には、皿ばね１０を押圧する略円錐台の押し子３２が固着されている。

磁気センサ３０は第４実施形態の磁気センサ６より薄型で、その上部は確定キー２８が押圧操作されていない場合には確定キー２８の肉逃げ凹部２８ｂ内に入り込んでいない。

クリック感発生磁石３１は第４実施形態のクリック感発生磁石７より薄型で、スイッチ基板９における回転キー２７の裏面との対向位置の皿ばね１０間に配置されている。

第６実施形態のキースイッチ２６は、第４実施形態のキースイッチ２０と同様に、キースイッチ２６の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石３１を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができるという作用、効果を発揮する。

第７実施形態〔図１４〕： 図１４に第７実施形態のキースイッチ３３の断面図を示す。第７実施形態のキースイッチ３３が第６実施形態のキースイッチ２６と異なるのは、確定キー３４、ベースシート３５（３５ａ，３５ｂ）、磁気センサ３６の構成である。残余の構成は第６実施形態のキースイッチ２６と同じである。

確定キー３４は第６実施形態の確定キー２７と同様に略円柱形状に形成され、回転キー２７の中央に配置されている。そして確定キー３４の外周縁における裏面側端部には、外方へ突出する周状フランジ３４ａが形成されている。さらにこの確定キー３４の裏面は、接着層１９によってベースシート３５（３５ａ）に固着されており、携帯電話機１からの離脱を防止している。しかしこの確定キー３４の裏面には以上の各実施形態とは異なり肉逃げ凹部が形成されていない。

ベースシート３５は第６実施形態のベースシート２９と同様に、スイッチ基板９上で回転キー２７と確定キー３４を裏面側から支持しており、平面視で円形状の回転キー２７及び確定キー３４と接する部分３５ａを樹脂フィルムにて形成し、それを除く部分３５ｂをゴムシートで形成している。そしてスイッチ基板９の対向面には、皿ばね１０を押圧する略円錐台の押し子３２が固着されている。しかし本実施形態では、確定キー３４に肉逃げ凹部が設けられていないため、第６実施形態のベースシート２９に形成されているような透孔が設けられていない。

磁気センサ３６は下端に外方へ突出する端子３６ａを有している。この磁気センサ３６はスイッチ基板９に設けられた透孔９ａに裏面側から貫入しており、端子３６ａがスイッチ基板９の裏面に半田付けによって接続固定されている。したがって磁気センサ３６がスイッチ基板９の表面から上方に大きく突出せず、確定キー３４を押圧し入力しても確定キー３４やベースシート３５と接触しないようになっている。

第７実施形態のキースイッチ３３は、第６実施形態のキースイッチ２６と同様に、キースイッチ３３の操作面を小型化することができ、クリック感発生磁石３１を簡単に固定でき、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができるという作用、効果を発揮する。さらに本実施形態では、磁気センサ３６をスイッチ基板９に表面実装せずに、透孔９ａの中に配置しており、スイッチ基板９の表面から大きく突出しない。このため確定キー３４の裏面に第６実施形態のような肉逃げ凹部２８ｂを形成しなくてもよく、裏面を全面的にフラットにすることができる。よって、確定キー３４を透明樹脂にて形成し、その裏面の全面に文字・記号・模様等による表示加飾層を印刷にて容易に形成することができる。また、ベースシート３５についても第６実施形態のような透孔２９ｃを形成しなくてもよい。よって、本実施形態では透孔２９ｃの形成を省略できるから、ベースシート３５の製造を簡略化できる利点もある。

以下、図１５で示すように、キースイッチを備える入力スイッチ５０，５１を実施例として携帯電話機１に搭載する具体例を説明する。なお、入力スイッチ５０，５１は、ベースシート２１の外周を携帯電話機１の筐体とスイッチ基板９に挟持され取付られており、スイッチ基板９などを携帯電話機１の外部に対して遮蔽している。

第１実施例〔図１６〕： 図１６に第１実施例の入力スイッチ５０の断面図を示す。第１実施例の入力スイッチ５０は、キースイッチ２０と、独立キースイッチ５２と、を備えている。

独立キースイッチ５２は、ベースシート２１の操作面側に複数のキートップ５３を接着層５４で固着し、ベースシート２１の裏面側にはスイッチ基板９に対してキートップ５３ごとに皿ばね１０を配置してある。

入力スイッチ５０によればキースイッチ２０と同様に、操作面を小型化することができ、厚みを薄型化することができ、回転検出磁石５を簡単に見映えよく装着することができ、水分や埃などをシールすることができ、明確なクリック感を得ることができる入力スイッチ５０を携帯電話機１に搭載することができる。

第２実施例〔図１７〕： 図１７に第２実施例の入力スイッチ５１の断面図を示す。第２実施例の入力スイッチ５１が第１実施例の入力スイッチ５０と異なるのは、キースイッチ５５と、独立キースイッチ５６のキートップ５７と、押し子５８を備える点である。残余の構成は第１実施例のキースイッチ５０と同じである。

キースイッチ５５はキースイッチ２０と略同様の構成であり、キースイッチ２０と異なるのは、回転キー１７に替わる回転キー５９が外周縁における裏面側端部に、携帯電話機１の操作開口１ａにおける内側端部に係止する外方へ突出する周状鍔部５９ａが形成されている点である。

独立キースイッチ５６のキートップ５７は第１実施例のキートップ５３と略同様の構成であり、キートップ５３と異なるのは、キートップ５７の側面における裏面側端部に、携帯電話機１の操作開口１ａにおける内側端部に係止する外方へ突出する周状鍔部５７ａが形成されている点である。

押し子５８は紫外線硬化樹脂でなり、ベースシート２１の裏面に対し各キートップごとに設けられ、皿ばね１０に向かって先細りの円錐台形状に形成されている。

入力スイッチ５１によれば入力スイッチ５０と同様の作用、効果のほか、回転キー５９の周状鍔部５９ａやキートップ５７の周状鍔部５７ａが操作開口１ａと係止するため、回転キー５９やキートップ５７が携帯電話機１から離脱することを防止することができる。また、押し子５８で皿ばね１０を押圧するため、ベースシート２１の裏面で押圧するより、確実に皿ばね１０を押圧でき、さらにクリック感を高めることができる。

本発明のキースイッチを搭載する携帯電話機の外観図。 第１実施形態のキースイッチを示す拡大平面図。 図２のＳＡ−ＳＡ線断面図。 第２実施形態のキースイッチを示す拡大平面図。 図４のＳＢ−ＳＢ線断面図。 第３実施形態のキースイッチを示す拡大平面図。 図６のＳＣ−ＳＣ線断面図。 第４実施形態のキースイッチを示す図７相当断面図。 キースイッチの押圧状態を示す説明図であり、分図（Ａ）は第３実施形態の押圧状態を示す拡大断面図、分図（Ｂ）は第４実施形態の押圧状態を示す拡大断面図。 第５実施形態のキースイッチを示す拡大平面図。 図１０のＳＤ−ＳＤ線断面図。 第６実施形態のキースイッチを示す拡大平面図。 図１２のＳＥ−ＳＥ線断面図。 第７実施形態のキースイッチを示す図１３相当断面図。 実施例１のキースイッチを搭載する携帯電話機の拡大外観図。 図１４のＳＦ−ＳＦ線断面図。 実施例２の図１５相当断面図。

符号の説明

１ 携帯電話機
１ａ 操作開口
１ｂ 係止凹部
２ キースイッチ（第１実施形態）
２ａ キーシート
３ 回転キー
３ａ 第１の円環溝
３ｂ 第２の円環溝（肉逃げ凹部）
３ｃ 係止凹部
３ｄ 周状鍔部
４ 確定キー
４ａ 周状フランジ
４ｂ 肉逃げ凹部
５ 回転検出磁石
６ 磁気センサ
７ クリック感発生磁石
８ ベースシート
９ スイッチ基板
９ａ 透孔
１０ 皿ばね
１１ キースイッチ（第２実施形態）
１１ａ キーシート
１２ 回転キー
１２ａ 第１の円環溝
１２ｂ 係止凹部
１２ｃ 周状鍔部
１３ 確定キー
１３ａ 周状フランジ
１３ｂ 肉逃げ凹部
１３ｃ 三つ目の肉逃げ凹部
１４ クリック感発生磁石
１５ ベースシート
１６ キースイッチ（第３実施形態）
１６ａ キーシート
１７ 回転キー
１７ａ 第１の円環溝
１７ｂ 第２の円環溝（肉逃げ凹部）
１７ｃ 係止凹部
１８ 確定キー
１８ａ 周状フランジ
１８ｂ 肉逃げ凹部
１９ 接着層
２０ キースイッチ（第４実施形態）
２１ ベースシート
２１ａ 透孔
２２ キースイッチ（第５実施形態）
２２ａ キーシート
２３ 回転キー
２３ａ 第１の円環溝
２３ｂ 係止凹部
２４ 確定キー
２４ａ 周状フランジ
２４ｂ 肉逃げ凹部
２４ｃ 三つ目の肉逃げ凹部
２５ ベースシート
２５ａ 第１の透孔
２５ｂ 第２の透孔
２６ キースイッチ（第６実施形態）
２６ａ キーシート
２７ 回転キー
２７ａ 周状凹部
２７ｂ 周状リブ
２７ｃ 周状突部
２７ｄ 周状鍔部
２８ 確定キー
２８ａ 周状フランジ
２８ｂ 肉逃げ凹部
２９ ベースシート
３０ 磁気センサ
３１ クリック感発生磁石
３２ 押し子
３３ キースイッチ（第７実施形態）
３４ 確定キー
３４ａ 周状フランジ
３５ ベースシート
３６ 磁気センサ
３６ａ 端子
５０ 入力スイッチ（第１実施例）
５１ 入力スイッチ（第２実施例）
５２ 独立キースイッチ
５３ キートップ
５４ 接着層
５５ キースイッチ
５６ 独立キースイッチ
５７ キートップ
５７ａ 周状鍔部
５８ 押し子
５９ 回転キー
５９ａ 周状鍔部

Claims (5)

1. 円環状の回転キーと、
   回転キーの中央孔に配置する確定キーと、
   回転キーに対して同心状に固定する円環状の回転検出磁石と、
   回転キーと共に回転する回転検出磁石の磁力変化を検出する磁気センサと、
   回転キーと共に回転する回転検出磁石との間で吸引・反発するクリック感発生磁石と、
   磁気センサを実装するスイッチ基板と、を備えるキースイッチにおいて、
   磁気センサをスイッチ基板における確定キーの裏面との対向位置に配置し、
   クリック感発生磁石をスイッチ基板における確定キーの裏面又は回転キーの裏面との対向位置に配置し、且つ
   スイッチ基板の上方位置で確定キー、回転キー及び回転検出磁石を浮動状態で支持し、磁気センサ、クリック感発生磁石及びスイッチ基板を外部に対して遮蔽するベースシートを備えることを特徴とするキースイッチ。
2. ベースシートに表面側に突出するクリック感発生磁石の上部が入り込む収容凹部を設け、確定キーの裏面又は回転キーの裏面にクリック感発生磁石が入り込む肉逃げ凹部を設ける請求項１記載のキースイッチ。
3. 確定キーの裏面に磁気センサの上部が入り込む肉逃げ凹部を設ける請求項１又は請求項２記載のキースイッチ。
4. 確定キーをベースシートに固着する接着層を設け、ベースシートに確定キー裏面の肉逃げ凹部との対応部分を除去した透孔を設ける請求項１〜請求項３何れか１項記載のキースイッチ。
5. 確定キーの外周縁に回転キーの内周縁に対して係止する抜止めフランジを設ける請求項１〜請求項４何れか１項記載のキースイッチ。
   

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