JP2018120694A - 照光式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、防塵性と防水性に優れ、効率よく照光でき、光源に不要な力が加わらない照光式スイッチを提供する。【解決手段】照光式スイッチ１０は、ＬＥＤ１４と、基板１６と、基台１８と、天板２０と、可動接点２２と、押し子３２と、枠体３４を備えている。ＬＥＤ１４は、天板２０の中央部の上に設けられている。押し子３２は、ＬＥＤ１４の周囲であって、天板２０の中央部の上を押圧するように設けられている。基板１６は、第一固定接点２４を上面に備えている。基台１８は、基板１６の上に設けられている。天板２０は、第一固定接点２４および可動接点２２の収容空間Ｒを外気と遮断するように、基台１８の上に設けられている。上方から押し子３２を押圧すると、可動接点２２の頂部２２ａが押圧され、可動接点２２が下方に弾性変形して第一固定接点２４と接触する。【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの光を効率的に利用できる照光式スイッチに関するものである。

基板の中心に光源が、この光源の周囲に固定接点がそれぞれ設けられ、この基板の上方に、中心に照射孔が形成された突起部を有するドーム型の可動接片が設けられ、光源からの光が中心上方に照射される照光式スイッチが知られている（特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載された照光式スイッチでは、光源からの光が直上方向にしか照射されず、その周囲の光は可動接片によって遮られるので、照光効率が悪い。また、この照光式スイッチでは、固定接点と可動接片の接触部分が気密でないため、埃や水分等によって接触不良を引き起こすおそれがある。

可動接点の上方に発光素子を設けた照光式のプッシュスイッチも知られている（特許文献２）。しかしながら、特許文献２に記載されたプッシュスイッチは、特許文献２の図２からわかるように、直上方向への照光と比べて、斜め上方向への照光が弱い。また、可動接点と固定接点が気密空間に置かれていないため、防塵性と防水性が劣る。さらに、可動接点が固定接点に確実に接触するためには、プッシュボタンに設けられた絶縁アームや、プッシュボタンと枠体をつないでいる連結部の配置と形状等を工夫しなければならない。

特開２０１５−２３０８５８号公報 特開平５−１３５６５１号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、防塵性と防水性に優れ、効率よく照光でき、光源に不要な力が加わらない照光式スイッチを提供することを目的とする。

本発明の照光式スイッチは、固定接点を上面に備える基板と、固定接点と対向するように基板上に設けられ、頂部が上方から押圧されたときに下方に弾性変形して固定接点と接触する弾性導体板と、少なくとも中央部が可撓であり、固定接点および弾性導体板の収容空間を外気と遮断するように設けられた天板と、天板の中央部の上に設けられた光源と、光源の周囲であって、天板の中央部の上を押圧するように設けられた押し子と、押し子が所定範囲内で上下動するように、押し子の動きを規制する枠体とを有している。

本発明の照光式スイッチにおいて、押し子が、透光性を備えるとともに、光源を覆っていてもよい。本発明の照光式スイッチにおいて、押し子の中央に、光源が露出する孔が設けられており、孔の側面が、光源から発せられた光を上方に反射してもよい。本発明の照光式スイッチにおいて、収容空間を天板とともに確保する環状の基台を、基板と天板との間にさらに有していてもよい。

本発明の照光式スイッチにおいて、光源に給電するための配線が、天板の上面、天板の外側面、および基台の外側面を経由して、基板の外側面まで電気的に接続されていることが好ましい。本発明の照光式スイッチにおいて、弾性導体板の頂部の上に、押圧部材をさらに有していることが好ましい。本発明の照光式スイッチにおいて、天板が両面ＦＰＣまたは下面に導体層を備える片面ＦＰＣから構成されており、天板の下面の導体層によって、押圧部材が形成されていることが好ましい。

本発明の照光式スイッチにおいて、天板が両面ＦＰＣから構成されており、天板の上面の導体層によって、光源に給電するための配線が形成されていることが好ましい。本発明の照光式スイッチにおいて、天板の上面の導体層によって、押し子に押圧される押圧受部がさらに形成されていることが好ましい。本発明の照光式スイッチにおいて、押圧受部が複数形成されており、天板の中心で複数の押圧受部の少なくとも２つをつなげる延伸部が、天板の上面の導体層によってさらに形成されていることが好ましい。

本発明の照光式スイッチは、固定接点および可動接点が気密空間に設けられており、防塵防水性に優れているので、埃や水を原因とする両接点の接触不良が抑えられる。また、本発明の照光式スイッチは、天板上の光源の上に設けられた押し子が、透光性を備える、または光源から発せられた光を上方に反射する側面を持つ孔を中央に備えるので、効率よく照光できる。また、本発明の照光式スイッチは、押し子が光源の周囲を押圧するので、光源に不要な力が加わらない。

本発明の実施形態に係る照光式スイッチの断面模式図。 本発明の実施形態に係る照光式スイッチの操作時の断面模式図。 本発明の実施形態に係る照光式スイッチの天板の上面模式図（ａ）と、底面模式図（ｂ）。 本発明の実施形態に係る照光式スイッチの分解模式図。 本発明の変形例に係る照光式スイッチの断面模式図。

以下、本発明の照光式スイッチについて、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面は、照光式スイッチ、照光式スイッチの構成部材、および照光式スイッチの周辺部材を模式的に表したものであり、これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、特にことわらない限り、本明細書では便宜上、図１に示す照光式スイッチの向きを基準に、「上」、「頂」、「下」、および「底」などの方向を表す。なお、重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付与することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る照光式スイッチ１０の断面を示している。図２は、照光式スイッチ１０の操作時の断面を示している。照光式スイッチ１０は、電子機器の構成部材である回路基板に実装されて、電子機器の操作や入出力などを行う。照光式スイッチ１０は、中空板状の筐体１２の上に、光源であるＬＥＤ１４が設けられている。筐体１２の底面は平坦な長方形であり、上面は凸状の長方形である。なお、筐体１２の形状は、特に限定されない。照光式スイッチ１０は、ＬＥＤ１４と、基板１６と、基台１８と、天板２０と、弾性導体板である可動接点２２と、押し子３２と、枠体３４を備えている。基板１６、基台１８、および天板２０で、筐体１２を構成している。

ＬＥＤ１４は、天板２０の中央部の上に設けられている。本実施形態では、天板２０が両面ＦＰＣから構成されており、天板２０の上面の導体層によって、ＬＥＤ１４に給電するための配線２１が形成されている。なお、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）は、ポリイミドのような可撓性を備える絶縁性の薄膜と、金属箔等の導電性の薄膜を貼り合わせた部材である。絶縁性の薄膜の両方の面に導電性の薄膜を貼った部材が両面ＦＰＣであり、絶縁性の薄膜の片方の面に導電性の薄膜を貼った部材が片面ＦＰＣである。本実施形態では、天板２０の上面の導体層によって配線２１が形成されているが、これに代えて、天板上にＬＥＤ１４に給電するための導線を設けてもよい。

本実施形態では、天板２０が両面ＦＰＣから構成されているため、天板２０の全体が可撓であるが、天板２０の少なくとも中央部、すなわち少なくともＬＥＤ１４が載っている部分および押し子３２に押圧される部分が可撓であればよい。ＬＥＤ１４に給電するための配線２１は、図１に示すように、天板２０の上面から、天板２０の外側面に形成された導体層２０ａと、基台１８の外側面に形成された導体層１８ａを経由して、基板１６の外側面に形成された導体層１６ａに電気的に接続されている。なお、導体層１６ａ，１８ａ，２０ａは、例えばメッキや樹脂のインサート成型等によって形成されている。

本実施形態では、さらに、基板１６の外側面に形成された導体層１６ａが、基板１６の下面まで延伸している。このため、電子機器の回路基板上に照光式スイッチ１０が実装されたとき、回路基板からＬＥＤ１４に確実に給電できる。なお、ＬＥＤ１４の点灯と消灯は、照光式スイッチ１０の操作に同期させてもよいし、照光式スイッチ１０の操作と無関係に行ってもよい。

基台１８は、天板２０とともに収容空間Ｒを確保するための環状の部材で、樹脂等の絶縁体から構成されている。基台１８は、基板１６と天板２０との間に設けられている。基台１８は、異方性の導電性接着剤２８によって、基板１６上に接着されている。導電性接着剤２８は、上下方向に導通し、面方向に絶縁するように接着する接着剤である。したがって、基台１８の外側面の導体層１８ａは、基板１６の外側面の導体層１６ａと電気的に接続されている。同様にして、天板２０は、異方性の導電性接着剤２８によって基台１８に接着されており、導体層２０ａと導体層１８ａが電気的に接続されている。

基板１６の上面には、第一固定接点２４と第二固定接点２６が設けられている。可動接点２２は、ドーム形状を備える金属板であり、中央で第一固定接点２４と対向するように、かつ縁部が第二固定接点２６に接するように、基板１６上に設けられている。可動接点２２は、頂部２２ａが上方から押圧されたときに下方に弾性変形して、第一固定接点２４と接触する。

可動接点２２、第一固定接点２４、および第二固定接点２６は、筐体１２内の収容空間Ｒに設けられている。収容空間Ｒは、塵等が侵入しないように、外気と遮断されている。すなわち、収容空間Ｒは、基板１６、基台１８、および天板２０によって密閉されている。なお、基台１８を設けずに、収容空間Ｒが密閉されるように、天板２０を基板１６の上に設けてもよい。

押し子３２は、隙間ができるようにＬＥＤ１４を覆っている。そして、押し子３２は透光性を備えている。このため、押し子３２でＬＥＤ１４を覆うことによる光の強度の減少を抑えることができる。また、押し子３２は、ＬＥＤ１４の周囲であって、天板の中央部の上を押圧するように設けられている。このため、照光式スイッチ１０を操作するとき、ＬＥＤ１４に不要な力が加わらない。本実施形態では、押し子３２は透光性樹脂から構成されている。レンズ機能を有する押し子３２を用いて、照光式スイッチ１０の照光を光学的に制御してもよい。

枠体３４は、天板２０の上に接着されており、押し子３２が所定範囲内で上下動するように、押し子３２の動きを規制する。図２に示すように、枠体３４の内壁に沿って押し子３２が下方に押され、天板２０が上方から下方に押圧されたとき、可動接点２２の頂部２２ａも上方から下方に押圧され、可動接点２２の中央が下方に弾性変形し、第一固定接点２４と接触する。このとき、可動接点２２を介して第一固定接点２４と第二固定接点２６が導通し、照光式スイッチ１０が作動する。なお、可動接点２２が第一固定接点２４と接触したときに、照光式スイッチ１０が実装されている回路基板の所定の電気回路が閉じるように構成されていれば、第二固定接点２６を設けなくてもよい。

上方からの頂部２２ａへの押圧が解除されたときは、図１に示すように、可動接点２２がドーム形状に復元して、第一固定接点２４と第二固定接点２６が非導通となる。照光式スイッチ１０は、第一固定接点２４と第二固定接点２６の導通と非導通に対応してＯＮ状態とＯＦＦ状態になるようにしてもよいし、第一固定接点２４と第二固定接点２６の導通によってＯＮ状態となり、いったん非導通になった後の次の導通によってＯＦＦ状態になるのを繰り返すようにしてもよい。

照光式スイッチ１０は、可動接点２２の頂部２２ａの上に、押圧部材が設けられていることが好ましい。押圧部材を設けることによって、押し子３２を下方に押圧したときに、天板２０と押圧部材を介して、押圧力が可動接点２２の頂部２２ａに効率よく伝わるからである。天板２０が両面ＦＰＣまたは下面に導体層を備える片面ＦＰＣから構成されている場合、エッチング処理等によって、下面の導体層で押圧部材を形成することができる。下面の導体層で押圧部材を形成すれば、可動接点２２の頂部２２ａの上に、押圧部材を簡易に設けることができる。

図３（ａ）は、天板２０の上面を示している。図３（ｂ）は、天板２０の底面を示している。図４は、照光式スイッチ１０の分解図である。本実施形態では、天板２０が両面ＦＰＣから構成されているため、天板２０は、上下方向に弾性変形する可撓性を有している。また、天板２０は、ＬＥＤ１４に給電するための配線２１と、可動接点２２の頂部２２ａを押圧する押圧部材３０を備えている。このように、配線２１と押圧部材３０が天板２０に形成されているため、照光式スイッチ１０の部品数を減らすことができ、照光式スイッチ１０のコストダウンや量産での歩留まり向上が可能となる。

また、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、押し子３２に押圧される、すなわち押し子３６と接触する押圧受部３６が、天板２０の上面の導体層によって、配線２１とは別に形成されている。押圧受部３６は複数形成されており、天板２０の中心で少なくとも２つの押圧受部３６をつなげる延伸部３８が、天板２０の上面の導体層によって形成されている。本実施形態では、十字状の延伸部３８によって、４つの押圧受部３６が天板２０の中心でつながっている。

このため、押圧受部３６が押し子３２に押圧されたとき、押圧力が延伸部３８を経由して天板２０の中心まで伝わり、さらに天板２０の下面の中央にある押圧部材３０に効率よく伝わる。したがって、照光式スイッチ１０が操作しやすい。また、押し子３２が傾いた状態で押圧受部３６が押圧されたときでも、押圧された押圧受部３６から天板２０の中心に押圧力が伝わり、この押圧力が押圧部材３０に効率よく伝わる。なお、全ての押圧受部３６が天板２０の中心でつながっている必要はなく、例えば、向かい合った一対の押圧受部３６のみが天板２０の中心でつながっていてもよい。

図５は、本発明の変形例に係る照光式スイッチ４０を示している。照光式スイッチ４０は、押し子４２の中央に、ＬＥＤ１４が露出する孔４２ａが設けられている。孔４２ａの側面４２ｂは、ＬＥＤ１４から発せられた光を上方に反射する。このため、図５の光線の矢印で示すように、照光式スイッチ１０が効率よく照光できる。押し子４２の側面４２ｂの材質や孔４２の形状等を適宜設定することによって、ＬＥＤ１４から発せられた光を上方に反射することができる。本変形例では、側面４２ｂが平らな斜面であり、孔４２ａの開口が上に行くほど広くなっている。この平らな斜面に代えて、側面を下に凸の曲面としてもよい。

１０ 照光式スイッチ
１２ 筐体
１４ ＬＥＤ
１６ 基板
１６ａ 導体層
１８ 基台
１８ａ 導体層
２０ 天板
２０ａ 導体層
２１ 配線
２２ 可動接点
２２ａ 頂部
２４ 第一固定接点
２６ 第二固定接点
２８ 導電性接着剤
３０ 押圧部材
３２ 押し子
３４ 枠体
３６ 押圧受部
３８ 延伸部
４０ 照光式スイッチ
４２ 押し子
４２ａ 孔
４２ｂ 孔の側面
Ｒ 収容空間

Claims (10)

1. 固定接点を上面に備える基板と、
   前記固定接点と対向するように前記基板上に設けられ、頂部が上方から押圧されたときに下方に弾性変形して前記固定接点と接触する弾性導体板と、
   少なくとも中央部が可撓であり、前記固定接点および前記弾性導体板の収容空間を外気と遮断するように設けられた天板と、
   前記天板の前記中央部の上に設けられた光源と、
   前記光源の周囲であって、前記天板の前記中央部の上を押圧するように設けられた押し子と、
   前記押し子が所定範囲内で上下動するように、前記押し子の動きを規制する枠体と、
   を有する照光式スイッチ。
2. 請求項１において、
   前記押し子が、透光性を備えるとともに、前記光源を覆っている照光式スイッチ。
3. 請求項１において、
   前記押し子の中央に、前記光源が露出する孔が設けられており、
   前記孔の側面が、前記光源から発せられた光を上方に反射する照光式スイッチ。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、
   前記収容空間を前記天板とともに確保する環状の基台を、前記基板と前記天板との間にさらに有する照光式スイッチ。
5. 請求項４において、
   前記光源に給電するための配線が、前記天板の上面、前記天板の外側面、および前記基台の外側面を経由して、前記基板の外側面まで電気的に接続されている照光式スイッチ。
6. 請求項１から５のいずれかにおいて、
   前記弾性導体板の頂部の上に、押圧部材をさらに有する照光式スイッチ。
7. 請求項６において、
   前記天板が両面ＦＰＣまたは下面に導体層を備える片面ＦＰＣから構成されており、
   前記天板の下面の導体層によって、前記押圧部材が形成されている照光式スイッチ。
8. 請求項１から７のいずれかにおいて、
   前記天板が両面ＦＰＣから構成されており、
   前記天板の上面の導体層によって、前記光源に給電するための配線が形成されている照光式スイッチ。
9. 請求項８において、
   前記天板の上面の導体層によって、前記押し子に押圧される押圧受部がさらに形成されている照光式スイッチ。
10. 請求項９において、
    前記押圧受部が複数形成されており、
    天板の中心で前記複数の押圧受部の少なくとも２つをつなげる延伸部が、前記天板の上面の導体層によってさらに形成されている照光式スイッチ。

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