JP2006260943A - 照光付き回転型電子部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の操作部に用いられる照光付き回転型電子部品の実装構造に関し、操作つまみの照度が向上されたものを提供することを目的とする。
【解決手段】電子機器の配線基板１１に取り付けられた回転型エンコーダ２０の中空孔２２に透光材料からなる導光体２３が装入され、その下端が中空孔２２内に取り付けられたＬＥＤ１５の直上部に位置し、ＬＥＤ１５からの光が中空孔２２内の空気中を通過しないで操作つまみ１２の上面に届くように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の操作部に用いられる照光付き回転型電子部品の実装構造に関するものである。

近年、ＡＶ機器等の各種電子機器は、小型化や低背化などが進んでおり、また操作つまみを内部から照光する実装形態も増えており、その照光状態としても明るくて視認し易いものが要望されている。

それら電子機器に使用される従来の照光付き回転型電子部品の実装構造について、回転型エンコーダを事例として説明する。

図５は従来の照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図である。

同図に示す１０は従来の回転型エンコーダであり、まずその構成について説明する。

同図において、１は外形が略円環状に構成された絶縁樹脂製のケースで、その略円環状の内周壁を構成する部分が円筒部１Ａとなり、この円筒部１Ａの内側が中空孔２となっている。そして、略円環状のケース１は上方に開口しており、その開口内底面に固定接点３が所定のパターンで配置され、その固定接点３と導通した端子４はケース１の外方に延出されている。

そして、５は中央部が貫通した絶縁樹脂製の操作軸で、略円筒状の操作部５Ａの下方に設けられたフランジ部５Ｂ下面には摺動接点６が取り付けられている。この操作軸５は、ケース１に対し略円筒状の操作部５Ａの内面と前記円筒部１Ａの外面とが回転可能なように組み合わされて配されている。

そして、７は前記ケース１の開口部分を塞ぐようにケース１に取り付けられた金属板製のカバーであり、前記円筒部１Ａおよびその外周側に組み合わされた前記操作部５Ａは、カバー７の中央の孔から上方に突出している。

以上のように、回転型エンコーダ１０は構成されている。

そして、この回転型エンコーダ１０は、電子機器（図示せず）の配線基板１１上に前記端子４がはんだ付けされて取り付けられている。また、その操作部５Ａには操作つまみ１２が装着されており、前記操作つまみ１２の上部は電子機器のパネル１３の孔１３Ａから突出している。そして、回転型エンコーダ１０の中空孔２内の位置には、押圧操作によりＯＮ信号を発生するプッシュオンスイッチ１４および照光部材としてのＬＥＤ１５が配され、それらの端子１４Ａおよび１５Ａもそれぞれはんだ付けされて配線基板１１に取り付けられている。

そして、前記操作つまみ１２は、外側の外周部１２Ａと内側の中央部１２Ｂとからなる二重構成となっており、外周部１２Ａは操作軸５の操作部５Ａに取り付けられて、この外周部１２Ａを回転することにより操作軸５の回転が可能となっている。

一方、前記外周部１２Ａの回転に応じて回転しないように構成されている中央部１２Ｂは、上下移動が可能なように円筒部１Ａに組み合わされている。そして、中央部１２Ｂにおける前記ＬＥＤ１５上に対応する位置には、アクリル樹脂などの光透過性の透光材料からなる導光部１２Ｃが嵌め込まれている。また、同じく前記プッシュオンスイッチ１４に対応する位置には、下方に向けて垂下した押圧部１２Ｄが設けられ、その下端はプッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂ上面に当接している。

そして、当該構成とされたものは、操作つまみ１２の外周部１２Ａを回転させると、回転型エンコーダ１０の操作軸５が回転されて、フランジ部５Ｂ下面に装着された摺動接点６が固定接点３上を回転摺動し、摺動接点６と固定接点３とが電気的に接離してエンコーダ信号を発生する。

また、操作つまみ１２の中央部１２Ｂを押圧すると、押圧部１２Ｄがプッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂを押下してスイッチが動作し、ＯＮ信号を発生させると共にＬＥＤ１５が発光し、その光で中空孔２上に位置する操作つまみ１２の導光部１２Ｃの部分が照光される。

そして、その中央部１２Ｂは、押圧操作をされていない通常状態では、押圧部１２Ｄがプッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂから上方への付勢力を受けており、押圧操作をやめると、プッシュオンスイッチ１４がＯＦＦ状態になると共に、ＬＥＤ１５は消灯し、中央部１２Ｂは元の上方位置に戻るものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−２２９７７９号公報

しかしながら前記従来の照光付き回転型エンコーダ（照光付き回転型電子部品）の実装構造においては、操作つまみ１２の導光部１２Ｃが、円筒部１Ａで構成される中空孔２上に配されＬＥＤ１５に対して離れた位置に配置されていたため、その導光部１２Ｃを明るい照光状態とするにはＬＥＤ１５として高輝度タイプのものを用いる必要があり、価格的に高くなりやすいという課題がある。また、配線基板１１上に取り付けられたＬＥＤ１５と操作つまみとの間の空間内で光が乱反射して操作つまみ１２の導光部１２Ｃに届く光の量が少なくなり、照度が低下するという課題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作つまみに導かれるまでの光のロスの削減ができて操作つまみの照度が向上された照光付き回転型電子部品の実装構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、軸方向に貫通した中空孔を有する回転型電子部品と、この回転型電子部品を装着する配線基板と、前記中空孔内で前記配線基板に装着された照光部材とを備え、前記中空孔内に導光体が装入されて、その導光体が前記照光部材に対応され、前記照光部材から発光された光が前記導光体により前記中空孔上方に導かれることを特徴とする照光付き回転型電子部品の実装構造としたものであり、中空孔内に装入された導光体により、照光部材からの光を、空間内の空気中を通過する際のように乱反射させることなく効率良く中空孔の上方に導くことができ、これにより、操作つまみに導かれるまでの光のロスの削減ができて操作つまみの照度が向上されたものにできるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、照光部材として、表面実装型のものが用いられたものであり、中空孔を小さくできると共に、高さ方向も低くでき、小型、低背化が図れたものにできるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、導光体の外周側面が鏡面状になされているものであり、導光体の側面外方への光の漏れが少なくでき、照光部材からの光を効率良く上方に導くことができるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、回転型電子部品に、配線基板面上で照光部材の周囲を囲む突起を配設したものであり、配線基板面に沿う方向への光の漏れが低減でき、さらに効率のよいものにできるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、中空孔に装入された導光体に代えて、導光部が設けられた操作つまみを、その導光部を前記中空孔に装入させるようにして回転型電子部品に取り付けたものであり、導光体の機能を操作つまみに兼ねさせたので、構成部材が少なくできるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、回転型電子部品の軸方向に貫通した中空孔内に導光体を装入して、照光部材に対応させたので、光を効率良く中空孔の上方に導くことができて照度の向上された照光付き回転型電子部品の実装構造が実現できるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。

なお、回転型電子部品としては、従来のものと同様に回転型エンコーダを事例として説明を行う。また、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態による照光付き回転型エンコーダ（回転型電子部品）の実装構造を示す断面図で、同図に示す２０が回転型エンコーダであり、従来同様にその構成から説明する。

同図において、２１は、外形が略円環状で上方開口に構成された絶縁樹脂製のケースであり、その略円環状を構成する内周壁部分が円筒部２１Ａとなり、その内側が中空孔２２となっている。そして、その開口内底面には固定接点３が配置されて、固定接点３と繋がった端子４はケース２１外方に延出されている。

そして、操作軸５は、略円筒状の操作部５Ａ内面が前記円筒部２１Ａの外面に回転可能に嵌合され、その下方のフランジ部５Ｂ下面に固着された摺動接点６は、ケース２１の開口内底面に弾接している。

そして、ケース２１には、開口部分を塞ぐようにカバー７が取り付けられている。

以上の部分は、従来のものとほぼ同様であるが、当該回転型エンコーダ２０は、ケース２１の円筒部２１Ａで構成される中空孔２２内の位置に、光透過性の透光材料からなる導光体２３が装入状態に保持された構成となっている。つまり円筒部２１Ａには中空孔２２側に突出した保持部が設けられており、その保持部によって導光体２３が保持されている。

そして、前記のように構成された回転型エンコーダ２０は、電子機器（図示せず）の配線基板１１上に端子４がはんだ付けされて取り付けられている。また、回転型エンコーダ２０の中空孔２２内における配線基板１１上の所定位置には、プッシュオンスイッチ１４とＬＥＤ１５がはんだ付けされている。

そして、前記操作軸５には、外周部１２Ａと中央部１２Ｂからなる二重構成の操作つまみ１２が装着され、操作つまみ１２の上部は電子機器のパネル１３の孔１３Ａから突出して操作可能となっている。

その操作つまみ１２は、外周部１２Ａが操作部５Ａに取り付けられ、中央部１２Ｂは中空孔２２を構成する円筒部２１Ａに対し上下移動可能に組み合わされている。その中央部１２Ｂには、前記ＬＥＤ１５に対応する位置に光透過性の透光材料からなる導光部１２Ｃが嵌め込まれている。また、中央部１２Ｂの下面から下方に突出形成された押圧部１２Ｄの下端は、前記プッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂに当接している。

そして、前記中空孔２２内に装入された導光体２３は、例えば略棒状で、その下端がＬＥＤ１５の直上部に位置し、かつ円筒部２１Ａの上端と同じ高さに位置する上端は、プッシュオンスイッチ１４の操作距離よりわずかに大きい距離をあけて操作つまみ１２の導光部１２Ｃに対峙している。

そして、前記構成とされたものにおいて、操作つまみ１２の外周部１２Ａを回転させると、外周部１２Ａに一体的に固定された回転型エンコーダ２０の操作軸５が回転し、フランジ部５Ｂ下面の摺動接点６が固定接点３上を回転摺動してエンコーダ信号を発生する。

また、操作つまみ１２の中央部１２Ｂを押下すると、その中央部１２Ｂが下方に移動して、押圧部１２Ｄ下面がプッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂを押圧してスイッチが動作しＯＮ信号を発生すると共に、ＬＥＤ１５が発光する。

そのＬＥＤ１５からの光は、ＬＥＤ１５の直上部に配置された導光体２３内に入り、その導光体２３内を透過して、上方の操作つまみ１２の導光部１２Ｃに届き、当該個所が照光される。

このとき、本実施の形態によるものは、中空孔２２内に導光体２３を配し、かつその下端をＬＥＤ１５の直上部に位置させているので、従来のような中空孔内の空間を通過する際の光の乱反射や散乱の発生を防止でき、ＬＥＤ１５から発光された光を効率良く導光体２３内を透過させて中空孔２２の上方に導くことができ、照度の向上が図られたものにできる。

そして、操作つまみ１２の中央部１２Ｂの押下をやめると、プッシュオンスイッチ１４が自己復元力により、元のＯＦＦ状態に戻ると共に、ＬＥＤ１５の照光が停止され、中央部１２Ｂもプッシュオンスイッチ１４の駆動部１４Ｂからの付勢力によって元の上方位置に戻る。なお、図示などはしないが、中央部１２Ｂを常に上方側に付勢するばねを操作つまみ１２に組み込むと、押圧力を加えていない時は、前記ばねの付勢力により、中央部１２Ｂが確実に上方位置に維持されるものになる。

以上のように、当該構成のものは、ＬＥＤ１５からの光を効率良く中空孔２２の上方に導くことができるため、操作つまみ１２の導光部１２Ｃにおける照度の向上が図れたものにできる。

なお、回転型エンコーダとして従来の回転型エンコーダ１０を用いて上述の思想に応じたものとすることもできる。

例えば、図２に示すように、外側が外周部２４Ａ、内側が中央部２４Ｂの二重構成とされ、その中央部２４Ｂに下方に突出する光透過性の透光材料からなる導光部２４Ｃが配された操作つまみ２４を用い、その導光部２４Ｃを回転型エンコーダ１０の中空孔２内に装入させ、その下端位置を、配線基板１１上に端子１５Ａがはんだ付け装着されたＬＥＤ１５の直上部に対向配置させるように組み込めばよい。なお、この構成のものも、操作つまみ２４の外周部２４Ａは、操作軸５を回転操作可能なように回転型エンコーダ１０の操作部５Ａに取り付けられ、中央部２４Ｂは上下移動可能に円筒部１Ａに組み合わせられている。

つまり、この図２のものは、前述の中空孔２２内に装入状態となる導光体２３を回転型エンコーダ２０に配する代わりに、操作つまみ２４の導光部２４Ｃ自身の下方部を長く形成したものとし、その導光部２４Ｃ自身を、回転型エンコーダ１０の中空孔２内のＬＥＤ１５の直上部まで装入させて配置したものである。なお、その導光部２４Ｃの下端は、操作つまみ２４の中央部２４Ｂを押してプッシュオンスイッチ１４を押圧操作しても、ＬＥＤ１５と接しないようにプッシュオンスイッチ１４の操作距離よりわずかに大きい距離をあけてＬＥＤ１５の上方に維持されている。その他の構成は、図１のものと同じであるので詳細説明は省略する。

この形態のものも、ＬＥＤ１５から発光された光は、中空孔２内の空気中を殆ど通過することなく、その直上部に配された操作つまみ２４の導光部２４Ｃ内に入り、導光部２４Ｃの中を通過した光でその上面部分が照光されるものにできる。したがって、この形態のものも、ＬＥＤ１５からの光を効率良く操作つまみ２４の上面まで届けることができ、照度の向上されたものにできる。また、導光部２４Ｃを操作つまみ２４に一体としてあるため、構成部材も少なくなる。

（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態による照光付き回転型エンコーダ（回転型電子部品）の実装構造を示す断面図である。なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

同図に示す３０が回転型エンコーダであり、その構成をまず説明する。

同図において、３１は、上方開口の略箱型で、その開口内底面の中央位置には上下に貫通する中孔３１Ａを備えると共に、その中孔３１Ａを中心として下面から略筒状に突出形成された筒状突起部３１Ｂを有したケースである。そのケース３１の前記開口内底面には、所定パターンに形成された固定接点３３が配されている。

３５は、上方部分が略棒状の操作部３５Ａに形成されると共に、その下方にフランジ部３５Ｂが一体形成された操作軸であり、前記フランジ部３５Ｂがケース３１の開口部内に収納されるようにして配されている。

そして、この操作軸３５は、下方から上方まで貫通する中空孔３２を有し、この中空孔３２に、外周側面が鏡面状になされたアクリル樹脂などの透光材料からなる棒状の導光体４１が嵌め込まれている。その導光体４１の上端位置は、操作部３５Ａの上面位置と略同一面を構成している。そして、導光体４１の下端は、前記操作軸３５の配置状態で、ケース３１の中孔３１Ａ内に位置している。

そして、ケース３１の開口部上面は、軸受３７で覆われると共に、前記操作軸３５の操作部３５Ａは、軸受３７の支持孔で回転可能に保持され、上方に突出している。

操作軸３５のフランジ部３５Ｂ下面には、ケース３１の前記開口内底面に配された固定接点３３に弾接する摺動接点３６が固着されている。

なお、３４は、前記固定接点３３からケース３１外に導出された端子である。

以上のように回転型エンコーダ３０は構成され、電子機器（図示せず）の配線基板３８に端子３４がはんだ付けされて装着されている。

そして、その中空孔３２内の位置にあたる配線基板３８上には、照光部材としての表面実装型ＬＥＤ４０がはんだ付けされて配されている。そして、前述した回転型エンコーダ３０の操作軸３５に配された導光体４１下端は、表面実装型ＬＥＤ４０の直上部に隙間を殆どあけないで対向している。

なお、表面実装型ＬＥＤ４０は厚みが薄く小型化されているので、それに応じて配される導光体４１を嵌め込むための操作軸３５の中空孔３２も小さいものですむと共に、高さ方向側の寸法も低いものにでき、照光付き回転型エンコーダ３０の実装構造として小型化、低背化が図れたものにできる。

そして、操作軸３５上端には、操作つまみ３９が取り付けられており、その操作つまみ３９の上部は、電子機器のパネル１６に設けられた孔１６Ａから突出し、指などにより回転操作できるようになっている。

この操作つまみ３９には、透明な透光材料からなる導光部３９Ａが嵌め込まれており、その導光部３９Ａ下面は操作軸３５の中空孔３２に装入された導光体４１の上面に対面している。

また、前記ケース３１の下面に突出形成されている前記筒状突起部３１Ｂは、前記配線基板３８への実装状態で、その下端が配線基板３８上に対し殆ど隙間なく当接状態で位置しており、表面実装型ＬＥＤ４０は、前記筒状突起部３１Ｂで周囲近傍位置を囲まれる形態になされている。

そして、当該構成のものは、操作つまみ３９を回転すると、回転型エンコーダ３０の操作軸３５が回転し、フランジ部３５Ｂ下面の摺動接点３６が固定接点３３上を回転摺動して、摺動接点３６と固定接点３３との電気的な接離によりエンコーダ信号を発生させる。また表面実装型ＬＥＤ４０が発光されると、その光が直上部の導光体４１内を透過し、更に操作つまみ３９に嵌め込まれた導光部３９Ａを透過して当該上面部分が照光される。

このとき、ケース３１の下面から配線基板３８側に略円筒状に突出した筒状突起部３１Ｂは、配線基板３８上に隙間をあけない状態で表面実装型ＬＥＤ４０の周囲近傍位置を囲む配置となっているので、表面実装型ＬＥＤ４０からの光が配線基板３８面の方向に漏れることを防止することができ、操作つまみ３９上面の照光状態はより効率よくなされるものとなる。

なお、当該構成のように操作軸３５の中空孔３２に嵌め込む導光体４１の外周側面を鏡面状になしたものとすると、表面実装型ＬＥＤ４０からの光が導光体４１内を透過する際に、導光体４１内で外側方向に進む光が鏡面化された外周側面で反射され、その外周側面からの光漏れが少なくできて好ましい。

なお、導光体４１の外周側面にアルミニウム蒸着などにより反射皮膜を形成したものとすると、透過する光が内部で全反射されるようになるため、更に効率の良いものになる。

また、図３に示した操作軸３５内に嵌め込まれた導光体４１に代えて、図４に示すような形態としてもよい。

つまり、図４に示すように、操作つまみ５３に嵌め込まれた導光部５３Ａが下方に長く延設され、その下端が表面実装型ＬＥＤ４０の直上部に位置するように回転型エンコーダ５０の操作軸５１に設けられた中空孔５２内に装入されたものとしてもよい。なお、その他の構成は図３に示したものと同じであるので説明は省略する。

この形態のものは、操作つまみ５３を回転操作すると、回転型エンコーダ５０からエンコーダ信号が発生され、表面実装型ＬＥＤ４０が発光すると、その光が直上部に位置する操作つまみ５３に備えられた導光部５３Ａ内に入り、その内部を透過した光で操作つまみ５３上面に露出した導光部５３Ａ部分が照光される。

このものも、表面実装型ＬＥＤ４０からの光は、直上部に位置する導光部５３Ａ内にすぐ入るため、空気中での乱反射など少なく操作つまみ５３上面まで前記光が効率良く届くものとなり、照度の向上された照光付き回転型エンコーダの実装構造として有用なものである。なお、当該構成のものは、導光部５３Ａを操作つまみ５３に一体化させているので、回転型エンコーダ５０の中空孔５２に導光体を備えさせる必要がなく、構成部材も少なくなる。

なお、前記に説明したいずれの形態のものも、例えば可変抵抗器や回転型スイッチなどの回転型電子部品全般に適用可能なものである。

本発明による照光付き回転型電子部品の実装構造は、回転型電子部品の中空孔内に配された照光部材に導光体を対応させて装入したものであるため、照光部材からの光を効率良く操作つまみまで導くことができ、操作つまみの照度が向上されたものにできるという効果を有し、各種電子機器の操作部等に有用である。

本発明の第１の実施の形態による照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図 同操作つまみの導光部が中空孔内に装入された形態の照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図 本発明の第２の実施の形態による照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図 同操作つまみの導光部が中空孔内に装入された形態の照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図 従来の照光付き回転型エンコーダの実装構造を示す断面図

符号の説明

１，２１，３１ ケース
１Ａ，２１Ａ 円筒部
２，２２，３２，５２ 中空孔
３，３３ 固定接点
４，１４Ａ，１５Ａ，３４ 端子
５，３５，５１ 操作軸
５Ａ，３５Ａ 操作部
５Ｂ，３５Ｂ フランジ部
６，３６ 摺動接点
７ カバー
１０，２０，３０，５０ 回転型エンコーダ
１１，３８ 配線基板
１２，２４，３９，５３ 操作つまみ
１２Ａ，２４Ａ 外周部
１２Ｂ，２４Ｂ 中央部
１２Ｃ，２４Ｃ，３９Ａ，５３Ａ 導光部
１２Ｄ 押圧部
１３，１６ パネル
１３Ａ，１６Ａ 孔
１４ プッシュオンスイッチ
１４Ｂ 駆動部
１５ ＬＥＤ
２３，４１ 導光体
３１Ａ 中孔
３１Ｂ 筒状突起部
３７ 軸受
４０ 表面実装型ＬＥＤ

Claims (5)

1. 軸方向に貫通した中空孔を有する回転型電子部品と、この回転型電子部品を装着する配線基板と、前記中空孔内で前記配線基板に装着された照光部材とを備え、前記中空孔内に導光体が装入されて、その導光体が前記照光部材に対応され、前記照光部材から発光された光が前記導光体により前記中空孔上方に導かれることを特徴とする照光付き回転型電子部品の実装構造。
2. 照光部材として、表面実装型のものが用いられた請求項１記載の照光付き回転型電子部品の実装構造。
3. 導光体の外周側面が鏡面状になされている請求項１記載の照光付き回転型電子部品の実装構造。
4. 回転型電子部品に、配線基板面上で照光部材の周囲を囲む突起を配設した請求項１記載の照光付き回転型電子部品の実装構造。
5. 中空孔に装入された導光体に代えて、導光部が設けられた操作つまみを、その導光部を前記中空孔に装入させるようにして回転型電子部品に取り付けた請求項１記載の照光付き回転型電子部品の実装構造。

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