スイッチ構造

本発明は、電子機器に設けられ、この電子機器への操作が入力される入力面を有するスイッチ構造に関する。

従来から、例えば特許文献１に開示の車両用操作入力装置のように、画像を表示する表示画面とこの表示画面を囲む枠状の意匠パネルとを備えた電子機器が知られている。 こうした表示画面を備える電子機器では、当該機器への操作が入力されるスイッチ操作面は、意匠パネルにおいて表示画面の外縁に沿う領域に配置されている。 そして、スイッチ操作面への入力は、意匠パネルにおいてスイッチ操作面とは反対側となる背面に取り付けられた透明電極等のタッチセンサによって検出される。

さて、近年の電子機器において、特許文献１のスイッチ操作面に相当する入力面につき、立体的な形状に形成する又はメッキ部を形成する等、加飾を施してデザイン性を高めることへの要望が、高まってきている。 しかし、特許文献１に開示のように、意匠パネルは、表示画面を囲む部材であることから大型化し易く、且つ剛性を確保するためのリブ等に起因して複雑な形状となり易い。 このような意匠パネルに入力面を形成する場合、加飾を施す加工が困難となるため、当該入力面の意匠は、制約を受けることとなる。 そのため、入力面のデザイン性を向上させることが、困難であった。 さらに、大型で形状の複雑な意匠パネルの背面に、タッチセンサ等の検出器を取り付ける作業の作業性を良好なものにすることも、困難であった。

本願発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、入力面のデザイン性と検出器の取り付け作業性とを共に向上させることが可能なスイッチ構造を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像を表示する表示画面（８０）と当該表示画面を囲む枠状の枠体（４０）とを備えた電子機器（１００）に設けられ、電子機器への操作が入力される入力面（６０）を有するスイッチ構造（１０）であって、枠体とは別体にて形成され、表示画面の外縁に沿って位置する入力面を形成する入力パネル（２０）と、入力パネルにおいて入力面とは反対側となる背面（２１）に取り付けられ、入力面への入力を検出する検出器（３０）と、枠体によって形成され、入力パネルを保持する保持部（４２）と、を備えるスイッチ構造とする。

この発明によれば、スイッチ構造の有する入力面は、枠体の保持部に保持される入力パネルに形成されている。 この入力パネルは、表示画面を囲む枠体とは別体にて形成される構成であるため、枠状である枠体よりも小型且つ簡素な形状となり得る。 故に、操作の入力される入力面に加飾を施す加工が容易となるので、入力面における意匠の自由度が高まり、ひいては入力面のデザイン性が、向上する。

加えて、入力面への入力を検出する検出器は、枠体よりも小型且つ簡素な形状の入力パネルに取り付けられる。 故に、入力パネルの背面に検出器を取り付ける作業は、当該検出器を枠体に取り付ける作業よりも、容易となり得る。 よって、入力パネルに検出器を取り付ける作業性も、向上する。

以上のように、枠体とは別体の入力バネルに入力面を設ける構成によれば、入力面のデザイン性と検出器の取り付け作業性とを共に向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態によるスイッチ構造が設けられたナビゲーション装置の外観を示す斜視図である。

ナビゲーション装置の正面図である。

本発明の一実施形態によるスイッチ構造の備えるオーナメント及び静電シートスイッチの構成を説明するための図である。

静電シートスイッチの構成を説明するための平面図である。

静電シート取付工程を説明するための図である。

オーナメント取付工程を説明するための図である。

コネクタ接続工程を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 本発明の一実施形態によるスイッチ構造１０は、図１，２に示すナビゲーション装置１００に設けられている。 ナビゲーション装置１００は、タッチパネル８２と一体的に構成された表示画面８０と入力面６０とを備えている。 ナビゲーション装置１００は、タッチパネル８２及び入力面６０に入力される操作によって決定された目的地までの経路を、表示画面８０に表示する地図画像等によって案内する。 ナビゲーション装置１００は、表示画面８０及び入力面６０を運転席に向けて露出させた状態で、車両のセンターコンソール等に収容されている。 尚、以下の説明では便宜的に、表示画面８０の向く方向を表示方向ＳＤとし、当該表示方向と反対の方向を背面方向ＢＤとする。 加えて、表示画面８０の長手方向を水平方向ＨＤとし、表示画面８０に沿って水平方向と直交する方向を鉛直方向ＶＤとする。

図２，７に示すように、ナビゲーション装置１００は、液晶表示器８１、エスカッション４０、及び回路基板５０と、上述のスイッチ構造１０等とによって構成されている。 液晶表示器８１は、図２に示す表示画面８０を形成する液晶ディスプレイ８３と、タッチパネル８２とを備えている。

液晶ディスプレイ８３は、表示画面８０に配列された複数の画素を制御することにより、カラー表示を実現するドットマトリクス方式のものである。 液晶ディスプレイ８３は、ナビゲーション装置１００の備える描画回路等によって描画された経路案内に係わる地図画像等を、表示画面８０に表示する。 表示画面８０は、鉛直方向ＶＤよりも水平方向ＨＤに長い横長形状である。

タッチパネル８２は、表示画面８０の表示方向ＳＤに当該画面８０に沿って配置されており、表示画面８０から放出された光を透過するよう透光性の材料によって板状に形成されている。 操作者である運転者等によって表示画面８０に近接又は接触させられた指等の操作体の位置は、タッチパネル８２によって検出される。

エスカッション４０は、樹脂材料等によって形成されており、表示画面８０を囲む四辺形の枠状を呈する部材である。 エスカッション４０には、液晶表示器８１の外形形状に対応する開口４１（図６参照）が形成されている。 エスカッション４０は、液晶表示器８１に外嵌されることにより、当該液晶表示器８１を開口４１内に収容している。

図７に示す回路基板５０は、液晶表示器８１の背面方向ＢＤに配置されている。 回路基板５０は、その板面方向を表示画面８０に沿わせた姿勢にて、エスカッション４０によって保持されている。 回路基板５０の両面のうち、表示方向ＳＤ（図１参照）に位置する対向面５１には、ナビゲーション装置１００（図１参照）の描画回路及び制御回路等を形成する複数のマイコン及び電子部品等が実装されている。 一方、回路基板５０の両面のうち、背面方向に位置する裏面５２には、後述する静電シートスイッチ３０と接続されるコネクタ５４が実装されている。

図２，３，６に示すスイッチ構造１０は、運転者等によってナビゲーション装置１００への操作が入力される上述の入力面６０を有し、オーナメント２０、静電シートスイッチ３０、及びエスカッション４０に形成された保持部４２等によって構成されている。

図２，３に示すオーナメント２０は、樹脂材料等により、エスカッション４０とは別体にて形成されている。 オーナメント２０は、表示画面８０の鉛直方向ＶＤにおける両外縁のうちで運転席に近接する一方に沿って位置するよう、エスカッション４０に組み付けられている。 オーナメント２０は、オーナメント本体部２０ａ、複数の係止爪２３，２４、及び複数のリブ２５〜２８を有している。

図２に示すオーナメント本体部２０ａは、矩形の板状に形成されている。 オーナメント本体部２０ａの両面のうち、表示方向ＳＤに位置する一方には、入力面６０が表示画面８０の外縁に沿う長手形状に形成されている。 入力面６０には、複数のスイッチ面部６１〜６４、及び加飾メッキ部６６等が設けられている。 複数のスイッチ面部６１〜６４は、表示画面８０の鉛直方向ＶＤに沿って並べられている。 各スイッチ面部６１〜６４は、光を透過することによって意匠を発光表示する。 便宜的に、鉛直方向ＶＤにおいて上方に位置するスイッチ面部から順に６１〜６４とする。 各スイッチ面部６１〜６４は、タッチパネル８２と実質的に同一平面上に位置するよう形成されている。 加飾メッキ部６６は、入力面６０の一部にメッキ等によって金属の薄膜を形成してなる。 加飾メッキ部６６は、円形に形成されたスイッチ面部６３の周囲を囲む円環状を呈している。

図３に示すように、オーナメント本体部２０ａにおいて入力面６０とは反対側となる背面２１には、静電シートスイッチ３０が取り付けられる取付領域２２ａと、当該領域２２ａを囲み且つ当該領域２２ａに臨む囲繞領域２２ｂとが設けられている。 取付領域２２ａは、それぞれ各スイッチ面部６１〜６４（図２参照）の背面方向ＢＤに位置している。 取付領域２２ａに静電シートスイッチ３０が取り付けられることにより、囲繞領域２２ｂは、当該スイッチ３０の外縁に臨み且つ当該外縁に沿うこととなる。

各係止爪２３，２４は、囲繞領域２２ｂのうち、オーナメント本体部２０ａの長手方向における両端部分から、背面方向ＢＤの保持部４２（図６参照）に向けて実質的に垂直に立設されている。 各係止爪２３，２４の立設方向における各先端から取付領域２２ａの外周側には、立設方向と交差する方向に沿って凸部２３ａ，２４ａが突出している。 また、各係止爪２３，２４において囲繞領域２２ｂの内周側を向く各壁面は、水平方向ＨＤに延びることにより、静電シートスイッチ３０の外縁に沿った形態とされている。

各リブ２５〜２８は、囲繞領域２２ｂから背面方向ＢＤに向けて実質的に垂直に立設されている。 各リブ２５〜２８は、鉛直方向ＶＤに延設されることにより、静電シートスイッチ３０の外縁に沿った形態とされている。 各リブ２５，２６は、オーナメント本体部２０ａの鉛直方向ＶＤにおける中央よりも係止爪２３に近接して位置している。 各リブ２５，２６は、鉛直方向ＶＤにおいて互いに僅かにずらされている。 一方、各リブ２７，２８は、オーナメント本体部２０ａにおける鉛直方向ＶＤの中央よりも係止爪２４に近接して位置している。 各リブ２７，２８は、水平方向ＨＤにおいて互いに対向している。

図３，４に示す静電シートスイッチ３０は、可撓性を有するシート状のフレキシブル基板によって形成され、オーナメント２０と回路基板５０（図７参照）との間に位置している。 静電シートスイッチ３０は、シート本体部３１、延出部３５、及び接点部３８を有している。 シート本体部３１は、入力面６０の形状に対応した長手形状に形成され、オーナメント本体部２０ａの背面２１に設けられた取付領域２２ａに取り付けられている。 シート本体部３１には、複数の検出エリア３２ａ〜３２ｄが形成されている。 各検出エリア３２ａ〜３２ｄは、所謂静電容量方式のスイッチであって、指等の操作体との間に蓄えられる静電容量の変化から、当該操作体の近接及び接触を検出する。 図５に示すように、シート本体部３１がオーナメント本体部２０ａに取り付けられることにより、各検出エリア３２ａ〜３２ｄは、各スイッチ面部６１〜６４（図２参照）の背面方向ＢＤに配置される。 これにより、各検出エリア３２ａ〜３２ｄは、対応するスイッチ面部６１〜６４への操作の入力を検出する。

図４に示す延出部３５は、シート本体部３１の長手方向に沿った両辺のうち表示画面８０（図１参照）から離間する一方から、長手方向に交差する水平方向ＨＤに沿って延伸している。 延出部３５は、シート本体部３１の長手方向の中央部分に設けられている。 シート本体部３１から延伸する延出部３５は、図７に示すように回路基板５０を挟んでシート本体部３１とは反対側となる当該基板５０の背面方向ＢＤに、その延伸方向の先端３６を回り込ませている。

図４，７に示す接点部３８は、延出部３５の先端３６に形成され、各配線３３ａ〜３３ｄの一端を外部に露出させている。 各配線３３ａ〜３３ｄは、各検出エリア３２ａ〜３２ｄとそれぞれ接続されており、各検出エリア３２ａ〜３２ｄから接点部３８に向けてそれぞれ延伸している。 接点部３８は、回路基板５０の裏面５２に実装されたコネクタ５４に接続されている。

図６に示す保持部４２は、エスカッション４０の四つの辺部のうち、鉛直方向ＶＤに沿い且つ運転席に近接する一つの辺部に形成されている。 保持部４２には、複数の係止孔４３，４４、複数の嵌合孔４５〜４８、及びスリット４９が形成されている。

各係止孔４３，４４は、各係止爪２３，２４の配置に対応するよう、保持部４２の長手方向における両端部分に形成されている。 各係止孔４３，４４には、各係止爪２３，２４に形成された各凸部２３ａ，２４ａと係合する各凹部が形成されている。 これにより、各係止孔４３，４４は、当該各係止孔４３，４４に挿入された各係止爪２３，２４を、それぞれ係止することができる。 以上の各係止孔４３，４４及び各係止爪２３，２４の協働により、保持部４２は、オーナメント２０を保持している。

各嵌合孔４５〜４８は、各リブ２５〜２８（リブ２５，２７は図３を参照）の配置に対応するように保持部４２に形成された貫通孔である。 各嵌合孔４５〜４８は、鉛直方向ＶＤに沿って延びる長穴形状を呈している。 各嵌合孔４５〜４８には、各リブ２５〜２８が挿入される。 こうして各嵌合孔４５〜４８に各リブ２５〜２８が外嵌されることにより、エスカッション４０に対するオーナメント２０の相対位置が、規定される。

スリット４９は、保持部４２の長手方向に沿う両辺縁部のうち、開口４１から離間する一方に形成された貫通孔である。 スリット４９は、鉛直方向ＶＤにおける保持部４２の中央部分であって、エスカッション４０に保持された回路基板５０（図７参照）の外周側に位置している。 鉛直方向ＶＤにおけるスリット４９の内法は、延出部３５の幅よりも大きくされている。 加えて、水平方向ＨＤにおけるスリット４９の幅は、延出部３５の厚さよりも大きくされている。 図７に示すように、表示方向ＳＤから背面方向ＢＤにスリット４９を通過した延出部３５は、回路基板５０の外周側から当該基板５０の裏面５２側に、その先端３６を回り込ませることができる。

ここまで説明した構成によるスイッチ構造１０を組み立てる工程を、以下説明する。

図５に示す静電シート取付工程では、オーナメント２０の背面２１に、背面方向ＢＤから静電シートスイッチ３０が取り付けられる。 静電シートスイッチ３０は、両面テープ等によってオーナメント２０の背面２１の取付領域２２ａ（図３参照）に保持される。 ここで、図３に示すように、取付領域２２ａに沿い且つ当該領域２２ａに臨む囲繞領域２２ｂには、複数の係止爪２３，２４及び複数のリブ２５〜２８が立設されている。 故に、作業者は、各係止爪２３，２４及び各リブ２５〜２８のいずれかに沿って、静電シートスイッチ３０を取付領域２２ａに近接させることができる。 こうして正しい取付領域２２ａに静電シートスイッチ３０を導くガイド作用が要素２３〜２８によって発揮されることにより、作業者は、取付領域２２ａの正確な位置に静電シートスイッチ３０を取り付け得る。

以上の静電シート取付工程に続くオーナメント取付工程では、図６に示すように、表示方向ＳＤから保持部４２にオーナメント２０が取り付けられる。 オーナメント２０に取り付けられた静電シートスイッチ３０の延出部３５は、図７に示す先端３６からスリット４９に挿入される。 スリット４９を通過した先端３６は、回路基板５０の裏面５２側に延出する。 また図６に示すように、各係止爪２３，２４は、各係止孔４３，４４に挿入され、各リブ２５〜２８は、各嵌合孔４５〜４８に挿入される。 以上によって、各リブ２５〜２８（リブ２５，２７は図３を参照）に各嵌合孔４５〜４８が外嵌されることにより、オーナメント２０は、エスカッション４０に対する相対位置を規定される。 加えて、各係止孔４３，４４に各係止爪２３，２４に係止されることにより、オーナメント２０は、保持部４２に保持される。

以上のオーナメント取付工程に続くコネクタ接続工程では、図７に示すように、回路基板５０の背面方向ＢＤにおいて、接点部３８がコネクタ５４に接続される。 延出部３５の先端３６は、回路基板５０の板面方向且つ水平方向ＨＤに沿って、スリット４９側から液晶表示器８１側に向けて、コネクタ５４に挿入される。 以上により、各検出エリア３２ａ〜３２ｄ（図４参照）は、回路基板５０に形成されたナビゲーション装置１００（図１参照）の制御回路に電気的に接続される。

ここまで説明した本実施形態において、入力面６０が形成されるオーナメント２０は、エスカッション４０とは別体であることにより、当該エスカッション４０よりも小型且つ簡素な形状となり得る。 このように、オーナメント２０に入力面６０を設けることで、入力面６０に加飾メッキ部６６等の加飾を施す加工は、容易となる。 よって、入力面６０の意匠の自由度が高まり、ひいては入力面６０のデザイン性が、向上する。

加えて、エスカッション４０とは別体のオーナメント２０に入力面６０が形成されるので、静電シートスイッチ３０は、オーナメント２０に取り付けられることとなる。 オーナメント２０がエスカッション４０よりも小型且つ簡素な形状であるため、静電シートスイッチ３０をオーナメント２０に取り付ける作業は、当該スイッチ３０をエスカッション４０に取り付ける作業よりも、容易となり得る。 よって、静電シート取付工程における作業性も、向上する。

以上のように、エスカッション４０とは別体のオーナメント２０に入力面６０を設ける構成によれば、入力面６０のデザイン性と静電シートスイッチ３０の取り付け作業性とを共に向上させることが可能となる。

加えて本実施形態によれば、シート本体部３１から延出部３５を延伸させることにより、延出部３５の先端３６は、回路基板５０の裏面５２側に位置し得る。 故に、作業者によって視認容易な回路基板５０の裏面５２側にて、接点部３８とコネクタ５４との接続作業を実施することが可能となる。 よって、これら接点部３８とコネクタ５４との接続作業の作業性は、高く確保される。

さらに、回路基板５０の裏面５２に実装される電子部品は、当該基板５０の対向面５１に実装される電子部品よりも少ない傾向にある。 故に、コネクタ５４の裏面５２への実装を実現することにより、基板の実装面積を有効に活用することが可能となる。 加えて、回路基板５０の外周側から先端３６を回り込ませる構成により、当該先端３６を通過させる貫通孔が、回路基板５０において不要となる。 故に、基板の実装面積は、いっそう確実に確保可能となる。

また本実施形態における静電シートスイッチ３０の延出部３５は、各検出エリア３２ａ〜３２ｄの並ぶ鉛直方向ＶＤとは交差する方向に、延伸している。 こうした形態では、各検出エリア３２ａ〜３２ｄから接点部３８へと繋けられる各配線３３ａ〜３３ｄのレイアウトが、容易となる。 故に、例えば一つの検出エリアから接点部３８へと繋がる配線が、他の検出エリアの面積を狭めてしまう事態は、生じ難くなる。 こうして、各検出エリア３２ａ〜３２ｄの面積が確保され易くなることによれば、これら検出エリア３２ａ〜３２ｄによって入力を検出される各スイッチ面部６１〜６４の形状の制約も、低減され得る。 これにより、スイッチ面部６１〜６４の形状の自由度が確保されるので、入力面６０のデザイン性は、いっそう向上可能となる。

さらに本実施形態によれば、静電シート取付工程において、各係止爪２３，２４及び各リブ２５〜２８が正しい取り付け位置に静電シートスイッチ３０を導くガイド作用を発揮する。 以上のように、オーナメント２０の保持に係わる機能を発揮する係止爪２３，２４及びリブ２５〜２８がさらにガイド作用を発揮することにより、スイッチ構造１０の複雑化を抑制したうえで、静電シート取付工程における作業性のさらなる向上が、実現される。

尚、本実施形態において、オーナメント２０が特許請求の範囲に記載の「入力パネル」に相当し、係止爪２３，２４が特許請求の範囲に記載の「係止爪部」に相当し、リブ２５〜２８が特許請求の範囲に記載の「延設壁部」に相当し、静電シートスイッチ３０が特許請求の範囲に記載の「検出器」に相当し、シート本体部３１が特許請求の範囲に記載の「検出本体部」に相当し、エスカッション４０が特許請求の範囲に記載の「枠体」に相当し、コネクタ５４が特許請求の範囲に記載の「基板コネクタ」に相当し、ナビゲーション装置１００が特許請求の範囲に記載の「電子機器」に相当する。

（他の実施形態）
以上、本発明による一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記実施形態において、スイッチ構造１０は、水平方向ＨＤにおいて表示画面８０と隣接する部分に設けられていた。 しかし、スイッチ構造１０が設けられる位置は、適宜変更されてよく、例えば表示画面の鉛直方向下側等であってもよい。 さらに、複数のスイッチ構造が、電子機器に設けられる形態であってもよい。

上記実施形態における入力面６０には、複数のスイッチ面部６１〜６４が配列されていた。 しかし、指等の操作体でなぞる操作が入力される操作面であって、ポインティングデバイスの機能を備えた操作面が、上述の複数のスイッチ面部に替えて又は複数のスイッチ面部と共に、入力面に設けられていてもよい。 さらに、入力面６０は、上記実施形態のように平坦な形状でなくてもよく、立体的に形成されていてもよい。

上記実施形態において、静電シートスイッチ３０の接点部３８は、回路基板５０の裏面５２に実装されたコネクタ５４に接続されていた。 このように裏面側のコネクタに接点部を接続する形態であれば、延出部は、回路基板の外周側ではなく、当該基板に設けた貫通孔を通過してもよい。 また、接点部と接続される基板側のコネクタは、回路基板の対向面に実装されていてもよい。

上記実施形態における静電シートスイッチ３０の延出部３５は、シート本体部３１の長手方向に交差する水平方向ＨＤに延伸していたが、延出部３５の形態は、適宜変更されてよい。 例えば、配線が検出エリアの形成を妨げないのであれば、延出部は、シート本体部の長手方向における一方の端部から延伸していてもよい。 さらに、延出部は、シート本体部の複数の箇所から延伸していてもよい。

上記実施形態における各係止爪２３，２４及び各リブ２５〜２８は、静電シート取付工程において、ガイド作用を発揮可能な形状及び配置とされていた。 しかし、係止爪及びリブ等の構成は、ガイド作用を発揮可能でなくてもよい。 さらに、各リブは、省略されていてもよい。 さらに、オーナメントを保持部に保持及び固定させる構成として、上述の係止爪及び係止孔に替えて、スクリュー等によって締結する構成が用いられてもよい。

上記実施形態では、車両に搭載されて、目的地までの経路を案内するナビゲーション装置１００のスイッチ構造１０に、本発明を適用した例を示したが、本発明の適用範囲は、上記のナビゲーション装置のスイッチ構造に限定されない。 例えば携帯型のナビゲーション装置や車両用のオーディオユニット等、表示画面と当該表示画面を囲む枠体とを備えた種々の電子機器に設けられたスイッチ構造に、本発明は適用可能である。

ＢＤ 背面方向、ＨＤ 水平方向、ＳＤ 表示方向、ＶＤ 鉛直方向、１０ スイッチ構造、２０ オーナメント（入力パネル）、２１ 背面、２２ａ 取付領域、２２ｂ 囲繞領域、２３，２４ 係止爪（係止爪部）、２５〜２８ リブ（延設壁部）、３０ 静電シートスイッチ（検出器）、３１ シート本体部（検出本体部）、３５ 延出部、３６ 先端、３８ 接点部、４０ エスカッション（枠体）、４２ 保持部、４３，４４ 係止孔、４５〜４８ 嵌合孔、５０ 回路基板、５１ 対向面、５２ 裏面、５４ コネクタ（基板コネクタ）、６０ 入力面、８０ 表示画面、１００ ナビゲーション装置（電子機器）