JP2008159541A - スイッチ用照光部材およびそれを用いたスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立作業性が良好で製造コストおよび消費電力を低減できると共に、入射光量不足や不所望な乱反射が起こりにくいスイッチ用照光部材と、かかるスイッチ用照光部材を用いたスイッチ装置とを提供すること。
【解決手段】接点８，９群が配設されてＬＥＤ２が実装された基板１上に可撓性導光板６を載置固定し、可撓性導光板６の側端面６ａをＬＥＤ２の発光部２ａに近接状態で対向させることによって、ＬＥＤ２から可撓性導光板６内へ導入された光が該導光板６の照光部６ｂを介して操作キー３の底面へ投射されるようにする。また、可動接点９群を可撓性シート１０の下面に保持してなる接点付きシート部材５を用い、可撓性シート１０上に可撓性導光板６を積層させる。可撓性導光板６のＬＥＤ２側の縁部には、入光部６ｃを外した複数箇所に取付部６ｄを設け、該取付部６ｄを直接または可撓性シート１０を介して間接的に基板１に固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の操作キーによって個別に押圧駆動される複数のスイッチ素子を備えたスイッチ装置に組み込まれて該操作キー群を照光させるスイッチ用照光部材と、かかるスイッチ用照光部材を用いたスイッチ装置とに関する。

例えば携帯電話器等の入力部では、複数のスイッチ素子を個別に押圧駆動するための操作キー群が暗所においても視認できると使い勝手が良くなるため、操作キー群に底面側から光を投射することによって該操作キー群の文字や記号等を照光させるようにした照光部材が組み込まれることが多い。このような照光機能付きのスイッチ装置の従来例としては、スイッチ素子群が配設された基板上で操作キー群の各底面の近傍にＬＥＤ等の光源を実装するという構造のものが広く知られているが、かかる従来構造では、基板上に多くの光源を実装しなければならないため、製造コストおよび消費電力が増大してしまうという不具合があった。

そこで近年、可撓性を有する透光性樹脂からなる導光板の一辺端部に光源を取り付け、この導光板をスイッチ素子群を覆うように基板上に載置して、該基板に光源を接続させることによって、各操作キーが導光板を介して各スイッチ素子の可動接点を固定接点に向けて押圧駆動できるようにすると共に、一辺端部から導入した光源の光を導光板の照光部で屈折させて操作キー群の底面に投射するようにした照光機能付きのスイッチ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように一辺端部から光源の光が導入できる可撓性の導光板を用いると、光源の数を大幅に低減できるため製造コストおよび消費電力が低減できる。
特開２００１−１６７６５５号公報（第３−４頁、図２）

しかしながら特許文献１に開示された従来技術では、可撓性の導光板の一辺端部に光源を取り付ける作業が煩雑であるのみならず、該導光板を基板上に載置させる際にも、光源を基板と電気的に接続させるための煩雑な作業が必要となるため、組立作業性が悪いという問題があった。

そこで本発明者らは、組立作業性を改善するために、スイッチ素子群が配設される基板上に光源を実装しておき、該基板上に可撓性の導光板を組み付けて該導光板の側端面を光源の発光部に対向させるという構造のスイッチ装置を検討したが、導光板は可撓性材料からなるため光源に対して位置ずれを起こしやすく、導光板の光源側の縁部が基板から浮き上がると入射光量が極端に低下してしまうことが判明した。また、導光板の光源側の縁部を基板に接着して浮き上がりを防止すると、該接着部分で乱反射が起こりやすくなるため、操作キー近傍の不所望箇所が照光されたり、それに伴う光の損失によって光源から遠い操作キーが十分な光量で照光できなくなるといった別の問題が発生することも判明した。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、組立作業性が良好で製造コストおよび消費電力を低減できると共に、入射光量不足や不所望な乱反射が起こりにくいスイッチ用照光部材を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、かかるスイッチ用照光部材を用いたスイッチ装置を提供することにある。

上記の第１の目的を達成するため、本発明のスイッチ用照光部材は、光源および複数のスイッチ素子が配設された基板と前記スイッチ素子を押圧駆動するための複数の操作キーとの間に介設される可撓性導光板を備え、この可撓性導光板の側端面の一部を前記光源からの光が入射される入光部となすと共に、前記可撓性導光板の複数箇所に前記操作キーの底面を臨む照光部を設けたスイッチ用照光部材において、前記可撓性導光板の前記入光部を前記光源の発光部に近接状態で対向させると共に、前記可撓性導光板の前記光源側の縁部で前記入光部を外した箇所に、該可撓性導光板を直接または別部材を介して間接的に前記基板に固定するための取付部を設け、前記入光部から前記可撓性導光板内へ導入された光が前記照光部を介して前記操作キーの底面に投射されるように構成した。

このように構成されたスイッチ用照光部材では、光源を基板に実装すればよいので、光源を可撓性導光板に取り付けた後に基板に接続していた構造に比べと組立作業性が良好となり、また、可撓性導光板の側端面を光源の発光部に近接状態で対向させているため、光源の数を大幅に減らすことができて製造コストおよび消費電力が低減できる。しかも、可撓性導光板の光源側の縁部で入光部を外した箇所に取付部が設けてあるため、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足を回避できると共に、該取付部で乱反射される光が極めて少なくなる。それゆえ、操作キー群を十分な光量で照光させることが容易で不所望箇所が照光される虞も少なくなり、高品位な照光が実現できる。

上記のスイッチ用照光部材において、複数のスイッチ素子が、前記基板に設けられた複数の固定接点と、これら固定接点群に接離可能な複数の可動接点を可撓性シートの一面に保持すると共に、該可動接点群の存しない所定領域を前記基板に接着される固定部となした接点付きシート部材とを有しており、前記可撓性シートの他面に前記可撓性導光板を積層させるという構成にしてあると、基板上に複数の可動接点を一括して配置させることができると共に、可撓性導光板を可動接点群に対して高い位置精度で配置させることが容易となるため、組立作業性が極めて良好となる。この場合において、可撓性導光板の前記取付部は、可撓性シートと重なり合わずに基板に直接固定されていてもよいし、可撓性シートの前記他面に溶着または接着されて該可撓性シートを介して基板に間接的に固定されていてもよい。

また、上記のスイッチ用照光部材において、可撓性導光板の隅部を直接または別部材を介して間接的に前記基板に固定しておくと、可撓性導光板の浮き上がりを効果的に防止できると共に、可撓性導光板の隅部で乱反射されて外部へ漏れる光があったとしても、その光はほとんどが機器本体の筐体等に遮られるため照光品位への影響は極めて少ない。

また、上記のスイッチ用照光部材において、可撓性導光板に、前記基板に対する取付位置を規定するための位置決め孔が形成されていると、基板に対して可撓性導光板を容易かつ高精度に組み付けることができる。

上記の第２の目的を達成するため、本発明のスイッチ装置は、基板上に実装された光源と、前記基板に設けられた複数の固定接点と、これら固定接点群に接離可能な複数の可動接点を可撓性シートの一面に保持すると共に、該可動接点群の存しない所定領域を前記基板に接着される固定部となした接点付きシート部材と、前記可撓性シートの他面に積層されて側端面の一部を前記光源からの光が入射される入光部となし、かつ前記操作キー群の底面を臨む複数箇所に照光部を設けた可撓性導光板と、該可撓性導光板および前記可撓性シートを介して前記可動接点群を個別に押圧駆動するための複数の操作キーとを備えていると共に、前記可撓性導光板が、少なくとも前記照光部を外した複数箇所に該可撓性導光板を直接または前記可撓性シートを介して間接的に前記基板に固定するための取付部を有しており、かつ、一部の前記取付部が該可撓性導光板の前記光源側の縁部で前記入光部を外した箇所に設けられており、前記可撓性導光板の前記入光部を前記光源の発光部に近接状態で対向させ、前記入光部から前記可撓性導光板内へ導入された光が前記照光部を介して前記操作キーの底面に投射されるように構成した。

このように構成されたスイッチ装置では、光源を基板に実装すればよいので、光源を可撓性導光板に取り付けた後に基板に接続していた構造に比べると組立作業性が良好となり、また、可撓性導光板の側端面を光源の発光部に近接状態で対向させているため、光源の数を大幅に減らすことができて製造コストおよび消費電力が低減できる。しかも、基板上に複数の可動接点を一括して配置させることができると共に、可撓性導光板を可動接点群に対して高い位置精度で配置させることが容易となるため、このスイッチ装置は組立作業性が極めて良好となる。また、可撓性導光板の光源側の縁部で入光部を外した箇所に取付部が設けてあるため、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足を回避できると共に、該取付部で乱反射される光が極めて少なくなる。それゆえ、操作キー群を十分な光量で照光させることが容易で不所望箇所が照光される虞も少なくなって、高品位な照光が実現できる。

上記のスイッチ装置において、可撓性導光板の前記取付部は、可撓性シートと重なり合わずに基板に直接固定されていてもよいし、可撓性シートの前記他面に溶着または接着されて該可撓性シートを介して基板に間接的に固定されていてもよい。

本発明のスイッチ用照光部材は、光源を基板に実装すればよいので、光源を可撓性導光板に取り付けた後に基板に接続していた構造に比べて組立作業性が良好となり、また、可撓性導光板の側端面を光源の発光部に近接状態で対向させているため、光源の数を大幅に減らすことができて、製造コストおよび消費電力が低減できる。しかも、可撓性導光板の光源側の縁部で入光部を外した箇所に取付部が設けてあるため、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足が回避できると共に、該取付部で乱反射される光が極めて少なくなる。それゆえ、操作キー群を十分な光量で照光させることが容易で不所望箇所が照光される虞も少なくなって、高品位な照光が実現できる。

本発明のスイッチ装置は、光源を基板に実装すればよいので、光源を可撓性導光板に取り付けた後に基板に接続していた従来構造に比べて組立作業性が良好となる。また、可撓性導光板の側端面を光源の発光部に近接状態で対向させているため、光源の数を大幅に減らすことができて製造コストおよび消費電力が低減できる。しかも、基板上に複数の可動接点を一括して配置させることができると共に、可撓性導光板をスイッチ素子群に対して高い位置精度で配置させることが容易となるため、このスイッチ装置は組立作業性が極めて良好となる。また、可撓性導光板の光源側の縁部で入光部を外した箇所に取付部が設けてあるため、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足を回避できると共に、該取付部で乱反射される光が極めて少なくなる。それゆえ、操作キー群を十分な光量で照光させることが容易で不所望箇所が照光される虞も少なくなり、高品位な照光が実現できる。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るスイッチ装置を蓋ケースを省略して示す平面図、図２は該スイッチ装置の要部断面図である。

これらの図に示すスイッチ装置は、ＬＥＤ２が実装された基板１と、蓋ケース４の開口４ａに配置された複数の操作キー３と、基板１上に載置された接点付きシート部材５と、この接点付きシート部材５上に積層された可撓性導光板６とによって主に構成されている。基板１の上面には、各操作キー３の下方に固定接点７やコモン接点８が配設されており、両接点７，８は所定の間隔を存して露出している。また、この基板１には、固定接点７やコモン接点８から導出された図示せぬ配線パターンやスルーホール等が設けられている。ＬＥＤ２は、各操作キー３を暗所で照光させるための光源である。このＬＥＤ２の発光部２ａは、可撓性導光板６の一辺端に沿う側端面６ａの中央部に近接状態で対向しており、発光部２ａから出射されて可撓性導光板６内へ導入された光が、該導光板６の照光部６ｂを介して操作キー３の底面へ投射されるようになっている。

接点付きシート部材５は、固定接点７群に接離可能な複数の可動接点９を可撓性シート１０の下面の複数箇所に接着して保持したものである。また、可撓性シート１０の下面のうち可動接点９群の存しない領域は、粘着テープを付設した固定部１１となっており、この固定部（粘着テープ）１１の粘着層１１ａによって可撓性シート１０が基板１に固定されている。ただし、接点付きシート部材５の保管時や運搬時には固定部１１の粘着層１１ａに図示せぬ剥離テープを貼着しておき、可撓性シート１０を基板１に固定する段階で該剥離テープを剥がして粘着層１１ａを露出させる。

可動接点９は、ドーム状に成形されて反転時にクリック感を生起する金属製の板ばねからなり、その上面が可撓性シート１０の下面に接着されている。可撓性シート１０が基板１上に位置決めおよび固定されると、図２に示すように、可動接点９の周縁部がコモン接点８に当接して常時導通すると共に、可動接点９の中央部が固定接点７と接離可能に対向する。

可撓性導光板６は、例えばウレタンやシリコンなどの透光性に優れた可撓性材料をシート状に成形したものであり、接点付きシート部材５の可撓性シート１０の上面に積層されている。可撓性導光板６の上面には操作キー３の底面と対向する箇所に、該導光板６内を進む光を屈折させて上方へ投射するための照光部６ｂが設けられている。また、可撓性導光板６の側端面６ａの中央部は、ＬＥＤ２からの光が入射される入光部６ｃとなっている。図１に示すように、可撓性導光板６のＬＥＤ２側の縁部のうち、隅部２箇所と入光部６ｃに隣接する２箇所は取付部６ｄとなっており、図２に示すように、これら取付部６ｄは、接点付きシート部材５の可撓性シート１０とは重なり合わずに接着剤１２によって基板１に直接固定されている。また、可撓性導光板６の反ＬＥＤ２側の隅部２箇所は、図示せぬ接着剤によって可撓性シート１０の隅部に固定される取付部６ｅとなっている。なお、可撓性導光板６と可撓性シート１０には対応する２箇所に、基板１に対する取付位置を規定するための位置決め孔６ｆ（可撓性シート１０の位置決め孔は図示せず）が形成されている。取付部６ｄは、可撓性導光板６を基板１に実装した時にＬＥＤ２からの光の出射角度の範囲内にかからないように位置決め孔６ｆを基準として形成されている。

操作キー３は、基板１上に載置された可撓性導光板６の照光部６ｂ上に昇降可能に搭載されており、蓋ケース４によって抜け止めがなされている。図示していないが、操作キー３の上面には文字や記号等が印刷された発光部が設けられており、この発光部が底面側から投射される照光部６ｂの光によって発光するようになっている。

次に、このように構成されたスイッチ装置の動作について説明する。ユーザが所望の操作キー３を下方へ押し込むと、可撓性導光板６および可撓性シート１０を介して可動接点９が押圧駆動されるため、操作キー３が所定ストローク下降した時点で、可動接点９の中央部が反転して固定接点７に当接する。その結果、可動接点９を介して固定接点７とコモン接点８とが導通されるためスイッチオン状態に切り替わる。また、可動接点９の反転時にクリック感が生起されるため、このクリック感によってユーザは押圧操作が確実に行われたことを感得することができる。なお、操作キー３に対する押圧操作力が除去されると、可動接点９は自らの弾性で元のドーム形状に復帰し、可撓性導光板６および可撓性シート１０も撓みが解消されるため、該操作キー３は初期位置まで押し上げられる。

上記の如く本実施形態例にあっては、光源であるＬＥＤ２を基板１上に実装し、このＬＥＤ２の発光部２ａを可撓性導光板６の側端面６ａに近接状態で対向させているため、可撓性導光板６の各照光部６ｂから各操作キー３の底面へ向けて効率よく光を投射することができる。それゆえ、光源の数を大幅に減らすことができて製造コストや消費電力を低減できるのみならず、光源を可撓性導光板に取り付けた後に基板に接続していた構造に比べると組立作業性が良好となる。

また、本実施形態例にあっては、可撓性導光板６のＬＥＤ２側の縁部で入光部６ｃを外した２箇所に取付部６ｄが設けてあるため、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足を回避できると共に、取付部６ｄで乱反射される光が極めて少なくなる。それゆえ、操作キー３群を十分な光量で照光させることが容易で不所望箇所が照光される虞も少なくなり、高品位な照光が実現できる。なお、本実施形態例のように、可撓性導光板６の隅部に取付部６ｄ，６ｅが設けられていると、可撓性導光板６の浮き上がりを効果的に防止できると共に、該隅部で乱反射されて外部へ漏れる光があったとしても、その光はほとんどが蓋ケース４等に遮られるため照光品位への影響は極めて少ない。

また、本実施形態例にあっては、可動接点９群を可撓性シート１０の下面に保持してなる接点付きシート部材５を用い、この接点付きシート部材５上に可撓性導光板６を積層させているので、基板１上に可動接点９群を一括して配置させることができると共に、可撓性導光板６を可動接点９群に対して高い位置精度で配置させることが容易であり、それゆえ組立作業性が極めて良好となる。

また、本実施形態例にあっては、可撓性導光板６に、基板１に対する取付位置を規定するための位置決め孔６ｆが形成されているため、実装時に位置決めピンを挿通することにより基板１に対して可撓性導光板６を容易かつ高精度に組み付けることができる。

図３は本発明の第２実施形態例に係るスイッチ装置の要部断面図であって、図２と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

図３に示すスイッチ装置は、基板１へ組み付ける前に予め接点付きシート部材５上に可撓性導光板６を積層および一体化しておき、この可撓性導光板６が可撓性シート１０を介して間接的に基板１に固定されるようにした点が、前述した第１実施形態例と大きく異なっている。図３において、可撓性導光板６は、照光部６ｂを外した複数箇所が接着剤１３によって可撓性シート１０の上面に固定される取付部６ｇとなっているが、取付部６ｇは可撓性シート１０に例えば熱圧着やレーザ溶着、超音波溶着などによって溶着される部位であってもよい。また、同様の取付部６ｇを可撓性導光板６のＬＥＤ２側の縁部で入光部を外した箇所に設けておけば、該縁部の浮き上がりが防止されて入射光量不足を回避できると共に、取付部６ｇで乱反射される光が少なくなって良好な照光品位が確保できる。

図４は本発明の第３実施形態例に係るスイッチ装置を蓋ケースを省略して示す平面図であって、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

図４に示すスイッチ装置は、基板１上に２個のＬＥＤ２を並設し、両ＬＥＤ２を可撓性導光板６の一辺端に沿う側端面６ａに近接状態で対向させている点が、前述した第１実施形態例と大きく異なっている。ただし、この第３実施形態例では、可撓性導光板６の四隅にだけに取付部６ｄ，６ｅが設けてあり、各ＬＥＤ２からの光が入射される入光部６ｃの近傍には取付部が設けられていない。これは、入光部６ｃが拡大したことによって乱反射部が増大しないようにするためである。

本発明の第１実施形態例に係るスイッチ装置を蓋ケースを省略して示す平面図である。 図１に示すスイッチ装置の要部断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るスイッチ装置の要部断面図である。 本発明の第３実施形態例に係るスイッチ装置を蓋ケースを省略して示す平面図である。

符号の説明

１ 基板
２ ＬＥＤ（光源）
２ａ 発光部
３ 操作キー
４ 蓋ケース
５ 接点付きシート部材
６ 可撓性導光板
６ａ 側端面
６ｂ 照光部
６ｃ 入光部
６ｄ，６ｅ，６ｇ 取付部
６ｆ 位置決め孔
７ 固定接点
８ コモン接点
９ 可動接点
１０ 可撓性シート
１１ 固定部
１１ａ 粘着層

Claims (9)

1. 光源および複数のスイッチ素子が配設された基板と前記スイッチ素子を押圧駆動するための複数の操作キーとの間に介設される可撓性導光板を備え、この可撓性導光板の側端面の一部を前記光源からの光が入射される入光部となすと共に、前記可撓性導光板の複数箇所に前記操作キーの底面を臨む照光部を設けたスイッチ用照光部材であって、
   前記可撓性導光板の前記入光部を前記光源の発光部に近接状態で対向させると共に、前記可撓性導光板の前記光源側の縁部で前記入光部を外した箇所に、該可撓性導光板を直接または別部材を介して間接的に前記基板に固定するための取付部を設け、前記入光部から前記可撓性導光板内へ導入された光が前記照光部を介して前記操作キーの底面に投射されるように構成したことを特徴とするスイッチ用照光部材。
2. 請求項１の記載において、前記複数のスイッチ素子が、前記基板に設けられた複数の固定接点と、これら固定接点群に接離可能な複数の可動接点を可撓性シートの一面に保持すると共に、該可動接点群の存しない所定領域を前記基板に接着される固定部となした接点付きシート部材とを有しており、前記可撓性シートの他面に前記可撓性導光板を積層させたことを特徴とするスイッチ用照光部材。
3. 請求項２の記載において、前記可撓性導光板の前記取付部が前記可撓性シートと重なり合わずに前記基板に直接固定されていることを特徴とするスイッチ用照光部材。
4. 請求項２の記載において、前記可撓性導光板の前記取付部が前記可撓性シートの他面に溶着または接着されており、該可撓性導光板が前記可撓性シートを介して間接的に前記基板に固定されていることを特徴とするスイッチ用照光部材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記可撓性導光板の隅部を直接または別部材を介して間接的に前記基板に固定したことを特徴とするスイッチ用照光部材。
6. 請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記可撓性導光板に、前記基板に対する取付位置を規定するための位置決め孔が形成されていることを特徴とするスイッチ用照光部材。
7. 基板上に実装された光源と、前記基板に設けられた複数の固定接点と、これら固定接点群に接離可能な複数の可動接点を可撓性シートの一面に保持すると共に、該可動接点群の存しない所定領域を前記基板に接着される固定部となした接点付きシート部材と、前記可撓性シートの他面に積層されて側端面の一部を前記光源からの光が入射される入光部となし、かつ前記操作キー群の底面を臨む複数箇所に照光部を設けた可撓性導光板と、該可撓性導光板および前記可撓性シートを介して前記可動接点群を個別に押圧駆動するための複数の操作キーとを備えていると共に、
   前記可撓性導光板が、少なくとも前記照光部を外した複数箇所に該可撓性導光板を直接または前記可撓性シートを介して間接的に前記基板に固定するための取付部を有しており、かつ、一部の前記取付部が該可撓性導光板の前記光源側の縁部で前記入光部を外した箇所に設けられており、
   前記可撓性導光板の前記入光部を前記光源の発光部に近接状態で対向させ、前記入光部から前記可撓性導光板内へ導入された光が前記照光部を介して前記操作キーの底面に投射されるように構成したことを特徴とするスイッチ装置。
8. 請求項７の記載において、前記可撓性導光板の前記取付部が前記可撓性シートと重なり合わずに前記基板に直接固定されていることを特徴とするスイッチ装置。
9. 請求項７の記載において、前記可撓性導光板の前記取付部が前記可撓性シートの他面に溶着または接着されており、該可撓性導光板が前記可撓性シートを介して間接的に前記基板に固定されていることを特徴とするスイッチ装置。

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