JP2007227393A - 照光式スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤからの出射光を有効利用できて照光部の照度をより高めることができる照光式スイッチ装置を提供する。
【解決手段】導光体１Ａとして、下面に入光部１を有する基部２と、基部より分岐され、９０度間隔で等分に配置された４つの導光部３と、各導光部３の先端部に形成されたＶ字溝４と、Ｖ字溝４の対向面に形成された８つの出光部５とからなるものを用いる。入光部１には、ＬＥＤ１４より出射された拡散光を集光する凸面６と、当該拡散光の漏れを防止するための凹面７とを形成する。入光部１は、ＬＥＤ１４の光出射面側に向け、出光部５は、操作つまみ１５側に向ける。導光体１Ａに形成された４つの導光部３を、押圧部材１８を構成する各腕部の間に配置し、操作つまみ１５に形成された各照光部１５ｂを、その両側に配置された２つの導光部３より出射される２方向からの光によって照光する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光源より出射された光を所要の照光部まで案内する導光体を備えた照光式のスイッチ装置に関する。

従来より、図９に示すように、配線基板１０１に実装されたプッシュスイッチ１０２及びＬＥＤ（光源）１０３と、前記プッシュスイッチ１０２を押圧操作する照光部１０４ａを有する操作つまみ１０４と、プッシュスイッチ１０２と操作つまみ１０４との間に介設され、操作つまみ１０４の押圧力をプッシュスイッチ１０２に伝達するアクチュエータ１０５と、前記ＬＥＤ１０３の出射光１０６を前記照光部１０４ａに導く導光体１０７とを備えた照光式のスイッチ装置が知られている。

前記導光体１０７は、ＬＥＤ１０３の出射光１０６を受け入れる入光部１１１と、操作つまみ１０４に形成された照光部１０４ａにＬＥＤ１０３からの出射光１０６を照射する出光部１１２とを有しており、前記入光部１１１には、拡散光であるＬＥＤ１０３の出射光１０６を上向きに補正するための凸面１１３が形成されている。

前記従来例に係る照光式スイッチ装置は、導光体１０７を備えたので、ＬＥＤ１０１の出射光１０６を効率よく照光部１０４ａに導くことができ、導光体１０７を備えない場合に比べて照光部１０４ａの照度を高めることができる。また、導光体１０７の入光部１１１に凸面１１３を形成したので、拡散光であるＬＥＤ１０１の出射光１０６を出光部１１２の配設側である上向きに効率よく補正することができ、この点からも照光部１０４ａの照度を高めることができる。

ところで、出射光１０６の無駄をなくし、照光部１０４ａの照度をより高めるためには、ＬＥＤ１０３からの出射光１０６を漏れなく導光体１０７に導入する必要があるが、従来の導光体１０７は、入光部１１１が凸面１１３のみをもって構成されているため、図１０に示すように、出射光１０６の外周部分（図１０にハッチングで示す部分）を漏れなく導光体１０７に導入することが実際上困難であり、この点に改善の余地があった。

即ち、凸面１１３の曲率（焦点距離）を従来品と同じにしたままで凸面１１３の直径Ｄを大きくすることは、図１０に破線で示すように、ＬＥＤ１０３の光出射面に凸面１１３が干渉しやすくなるため、事実上不可能である。一方、凸面１１３の曲率（焦点距離）を大きくし、ＬＥＤ１０１の光出射面から離隔した位置に凸面１１３を設定すれば、かかる不都合を解消することができるが、図１０に一点鎖線で示すように、導光体１０７の入光部１１１が大型化するため、例えばプッシュスイッチ１０２やアクチュエータ１０５の設定スペースが制限される等の他の不都合が生じ、やはり実用性に乏しい。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＬＥＤとの干渉や導光体の大型化を伴うことなく、ＬＥＤからの出射光を有効利用できて照光部の照度をより高めることができる導光体を備えた照光式スイッチ装置とを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、第１に、ケースと、当該ケース内に備えられた配線基板と、当該配線基板に実装されたプッシュスイッチ及び光源と、前記ケースに取り付けられ、前記プッシュスイッチを直接又は他の部材を介して押圧操作する照光部付きの操作つまみと、前記光源からの光を前記照光部に導く導光体とを備えた照光式スイッチ装置において、前記操作つまみに複数の照光部を形成すると共に、前記導光体として、前記光源からの光を受け入れる入光部を有する１つの基部と、当該基部から分岐された複数の導光部と、各導光部の先端部に形成されたＶ字溝と、当該Ｖ字溝を構成する２つの面で反射された光を前記操作つまみに向けて照射する複数の出光部とを備えたものを用い、前記入光部は、当該入光部の内周部分に形成された凸面と、当該凸面の外周部分に形成された凹面とからなり、前記各出光部は、前記各照光部の中間位置に配置され、前記各照光部は、その両側に配置された２つの前記出光部より出射された２方向からの光によって照光されるという構成にした。

このように、導光体の入光部に凸面と凹面とを形成すると、光源からの出射光の外周部分を凹面に入射させることができるので、凸面を大径化したり凸面の曲率を大きくすることなく光源からの出射光を漏れなく導光体に導入することができ、光源との干渉や導光体の大型化を防止しつつ、光源から出射される光の有効利用、ひいては照光部の照度を高めることができる。また、１つの入光部より複数の導光部を分岐し、当該導光部の先端部に出光部を形成すると、１つの光源で複数の照光部を照光することができるので、光源の実装数を減少することができ、当該導光体が備えられる照光式スイッチ装置の製造コストを低減することができる。さらに、導光部の先端部にＶ字溝を形成し、当該Ｖ字溝を構成する２つの面で入光部からの光を異なる方向に反射させると、導光部の数を導光体から出射される光路の数の半数にすることができるので、導光体の構成の簡略化を図ることができ、照光式スイッチ装置等への適用を容易化することができる。加えて、１つの照光部に導光体より２方向の光を照射すると、照光部の照光むらを防止することができるので、照光式スイッチ装置の視認性及び操作性を良好なものにすることができる。

また、本発明は、第２に、前記第１の構成の照光式スイッチ装置において、前記操作つまみに形成された各照光部との対向部分に、前記プッシュスイッチ及び前記操作つまみの押圧力を前記プッシュスイッチに伝達するアクチュエータを設けるという構成にした。

かかる構成によると、照光部の位置と操作つまみの操作方向とを一致させることができるので、照光式スイッチ装置の操作性を良好なものにすることができる。

本発明の照光式スイッチ装置は、導光体の入光部に凸面と凹面とを形成するので、光源から出射される光の有効利用を図ることができ、照光部の照度を高めることができる。また、１つの入光部より複数の導光部を分岐し、各導光部の先端部に出光部を形成するので、１つの光源で複数の照光部を照光することができ、光源数の減少による照光式スイッチ装置の低コスト化を図ることができる。さらに、導光部の先端部にＶ字溝を形成し、当該Ｖ字溝を構成する２つの面で入光部からの光を異なる方向に反射させるので、導光体の構成の簡略化を図ることができる。加えて、１つの照光部に導光体より２方向の光を照射するので、照光部の照光むらを防止することができ、照光式スイッチ装置の視認性及び操作性を良好にできる。

以下、本発明に係る導光体の一実施形態例を、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は実施形態例に係る導光体の正面図、図２は実施形態例に係る導光体の入光部側から見た底面図、図３は実施形態例に係る導光体の出光部側から見た平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は実施形態例に係る導光体を透過する光の経路を模式的に示す説明図である。

図１乃至図３に示すように、本例の導光体１Ａは、下面に入光部１を有する円筒形の基部２と、当該基部より分岐され、９０度間隔で等分に配置された４つの導光部３と、各導光部３の先端部に形成されたＶ字溝４と、当該Ｖ字溝４の対向面に形成された合計８つの出光部５とから主に構成されている。この導光体１Ａは、所定の光学的特性及び機械的特性を有する任意の透光性材料を用いて製造することができるが、光学的特性及び機械的特性に優れかつ安価に製造できることから、例えばアクリル樹脂等の樹脂材料を射出成形することによって作製することが特に好ましい。

入光部１は、図４及び図５に示すように、基部２の下面内周部分に配置された凸面６と、当該凸面６の外周部分に形成された凹面７とからなる。凸面６は球面状に形成され、その曲率ｒは、導光体１Ａを光源Ｐに接近して配置でき、かつ、凸面６に入射した光を垂直上向き方向に補正可能な値に形成される。また、この凸面６の外径ｄは、基部２ひいては導光体１Ａの小型化を図るため、凸面６の焦点位置に光源Ｐを配置したときに、光源Ｐより出射される拡散光の照射範囲ｓよりも小径に形成される。これに対して、凹面７の外径Ｄは、光源Ｐより出射される拡散光を漏れなく導光体１Ａ内に入射させるため、前記拡散光の照射範囲ｓよりも大径に形成される。なお、凹面７は、光源Ｐから出射される拡散光を垂直に入射させ、凹面７における光の反射を防止して導光体１Ａへの光の入射を効率的に行うため、光源Ｐを中心とする球面に形成することが好ましいが、金型形状を簡略化して導光体１Ａの製造を容易にし、導光体１Ａの低コスト化を図るため、球面に近似した円錐面に形成することも可能である。

導光部３には、図５に示すように、凹面７より入射された光を垂直上向き方向に反射する第１反射面８と、当該第１反射面８にて反射された光を水平外向き方向に反射する第２反射面９と、当該第２反射面９にて反射された光を垂直上向き方向（Ｖ字溝４の方向）に反射する第３反射面１０とが形成される。

次に、前記実施形態例に係る導光体１Ａの作用を図５に基づいて説明する。

光源Ｐから出射された光は、入光部１に形成された凸面６及び凹面７に入射される。凸面６に入射した光は略平行光に変換されて第２反射面９に達し、凹面７に入射した光は第１反射面８にて反射されて第２反射面９に達する。この第２反射面９に達した光は、第２反射面９及び第３反射面１０にて順次反射され、垂直上向き方向に経路が変更される。この第３反射面１０にて反射され、垂直上向き方向に経路が変更された光は、Ｖ字溝４を構成する２つの面で反射されて経路を変え、出光部５より異なる方向に出射される。したがって、本例の導光体１Ａからは、４つの導光部３より合計８方向に光が出射される。

本例の導光体１Ａは、入光部１に凸面６と凹面７とを形成したので、光源Ｐからの出射光の外周部分を凹面７に入射させることができ、凸面６を大径化したり凸面６の曲率を大きくすることなく光源Ｐからの出射光を漏れなく導光体１Ａに導入することができる。よって、光源Ｐとの干渉や導光体の大型化を防止しつつ、光源Ｐから出射される光の有効利用、ひいては照光部の照度を高めることができる。

また、本例の導光体１Ａは、１つの入光部１より４つの導光部３を分岐し、当該導光部３の先端部に出光部５を形成したので、１つの光源Ｐで複数の照光部を照光することができ、光源Ｐの実装数を減少することができて、当該導光体１Ａが備えられる照光式スイッチ装置等の製造コストを低減することができる。

また、本例の導光体１Ａは、導光部３の先端部にＶ字溝４を形成し、当該Ｖ字溝４を構成する２つの面で入光部１からの光を異なる方向に反射させるので、導体部３の数を導光体１Ａから出射される光路の数の半数にすることができ、導光体の構成の簡略化を図ることができて、照光式スイッチ装置等への適用を容易化することができる。

次に、本発明に係る照光式スイッチ装置の一実施形態例を、図６乃至図８に基づいて説明する。図６は実施形態例に係る照光式スイッチ装置の断面図、図７は実施形態例に係る照光式スイッチ装置のカバーを除去した斜視図、図８は実施形態例に係る照光式スイッチ装置の操作つまみを除去した平面図である。

これらの図に示すように、本例の照光式スイッチ装置は、ケース１１と、ケース１１内に備えられた配線基板１２と、配線基板１２に実装された４つのプッシュスイッチ１３及び１つのＬＥＤ（光源）１４と、ケース１１に取り付けられ、プッシュスイッチ１３を押圧操作する操作つまみ１５と、プッシュスイッチ１３と操作つまみ１５との間に介設され、操作つまみ１５の押圧力をプッシュスイッチ１３に伝達する棒状のアクチュエータ１６と、前記実施形態例に係る導光体１Ａとから主に構成されている。

プッシュスイッチ１３は、配線基板１２上に載置されたクリックゴム１７と、当該クリックゴム１７の凸部１７ａ内に形成された図示しない可動接点と、前記配線基板１２にパターン形成された図示しない固定接点とから構成されており、クリックゴム１７の凸部１７ａは配線基板１２上に９０度間隔で等分に形成されている。

ＬＥＤ１４は、図６乃至図８に示すように、クリックゴム１７に形成された４つの凸部１７ａの中央部に配置される。クリックゴム１７のＬＥＤ設定部と対応する部分には薄肉部１７ｂが形成されており、ＬＥＤ１４から出射された光を透過できるようになっている。

操作つまみ１５は、キャップ状に形成されており、その操作面１５ａには、図７及び図８に示すように、プッシュスイッチ１３の操作方向を示す矢印状の照光部１５ｂが９０度間隔で等分に形成されている。また、この操作つまみ１５の内部には、図６及び図８に示すように、操作つまみ１５の押圧力をアクチュエータ１６に伝達するための十文字状の押圧部材１８が形成されている。この押圧部材１８は、十文字状に形成された各腕部を照光部１５ｂの形成位置と一致させて操作つまみ１５に固着される。

操作つまみ１５は、押圧部材１８に形成された各腕部をアクチュエータ１６の配設位置と一致させた状態で、照光部１５ｂによって表示されるＸ−Ｙ方向にのみ揺動可能になるようにしてケース１１に取り付けられる。なお、操作つまみ１５をＸ−Ｙ方向にのみ揺動可能に取り付ける技術については、周知に属する事項であり、かつ本発明の要旨でもないので説明を省略する。

導光体１Ａは、入光部１をＬＥＤ１４の光出射面側に向け、出光部５を操作つまみ１５側に向けてケース１１内に垂直に保持される。導光体１Ａに形成された４つの導光部３は、図８に示すように、押圧部材１８を構成する各腕部の間に配置される。したがって、操作つまみ１５に形成された各照光部１５ｂは、その両側に配置された２つの導光部３より出射された２方向からの光によって照光される。

本実施形態例に係る照光式スイッチ装置は、ＬＥＤ１４からの光を受け入れる入光部１と、操作つまみ１５に形成された照光部１５ｂにＬＥＤ１４からの光を照射する出光部５とを備え、入光部１が、当該入光部１の内周部分に形成された凸面６と、当該凸面６の外周部分に形成された凹面７とからなる導光体１Ａを用いたので、ＬＥＤ１４からの出射光の外周部分を凹面７に入射させることができ、凸面６を大径化したり凸面６の曲率を大きくすることなくＬＥＤ１４からの出射光を漏れなく導光体１Ａに導入することができる。よって、ＬＥＤ１４との干渉や導光体１Ａの大型化を防止しつつ、ＬＥＤ１４から出射される光の有効利用、ひいては照光部１５ｂの照度を高めることができる。

また、本実施形態例に係る照光式スイッチ装置は、操作つまみ１５に４つの照光部１５ｂを形成すると共に導光体１Ａに複数の出光部５を形成し、各出光部５を各照光部１５ｂの中間位置に配置したので、各照光部１５ｂとの対向部分にプッシュスイッチ１３やアクチュエータ１６等の設定スペースを設けることができ、照光部１５ｂの位置と操作つまみ１５の操作方向とを一致させることができて、照光式スイッチ装置の操作性を良好なものにすることができる。

また、本実施形態例に係る照光式スイッチ装置は、各照光部１５ｂに導光体１Ａより２方向の光を照射するので、照光部１５ｂの照光むらを防止することができ、照光式スイッチ装置の視認性及び操作性を良好なものにすることができる。

なお、前記実施形態例においては、操作つまみ１５の押圧力をアクチュエータ１６を介してプッシュスイッチ１３に伝達したが、操作つまみ１５にアクチュエータ１６に想到する操作部を形成することによって、アクチュエータ１６を省略することもできる。

実施形態例に係る導光体の正面図である。 実施形態例に係る導光体の入光部側から見た底面図である。 実施形態例に係る導光体の出光部側から見た平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 実施形態例に係る導光体を透過する光の経路を模式的に示す説明図である。 実施形態例に係る照光式スイッチ装置の断面図である。 実施形態例に係る照光式スイッチ装置のカバーを除去した斜視図である。 実施形態例に係る照光式スイッチ装置の操作つまみを除去した平面図である。 従来例に係る照光式スイッチ装置の断面図である。 従来例に係る照光式スイッチ装置の不都合を示す説明図である。

符号の説明

１Ａ 導光体
１ 入光部
２ 基部
３ 導光部
４ Ｖ字溝
５ 出光部
６ 凸面
７ 凹面
１１ ケース
１２ 配線基板
１３ プッシュスイッチ
１４ ＬＥＤ（光源）
１５ 操作つまみ
１６ アクチュエータ

Claims (2)

1. ケースと、当該ケース内に備えられた配線基板と、当該配線基板に実装されたプッシュスイッチ及び光源と、前記ケースに取り付けられ、前記プッシュスイッチを直接又は他の部材を介して押圧操作する照光部付きの操作つまみと、前記光源からの光を前記照光部に導く導光体とを備えた照光式スイッチ装置において、
   前記操作つまみに複数の照光部を形成すると共に、前記導光体として、前記光源からの光を受け入れる入光部を有する１つの基部と、当該基部から分岐された複数の導光部と、各導光部の先端部に形成されたＶ字溝と、当該Ｖ字溝を構成する２つの面で反射された光を前記操作つまみに向けて照射する複数の出光部とを備えたものを用い、
   前記入光部は、当該入光部の内周部分に形成された凸面と、当該凸面の外周部分に形成された凹面とからなり、前記各出光部は、前記各照光部の中間位置に配置され、前記各照光部は、その両側に配置された２つの前記出光部より出射された２方向からの光によって照光されることを特徴とする照光式スイッチ装置。
2. 前記操作つまみに形成された各照光部との対向部分に、前記プッシュスイッチ及び前記操作つまみの押圧力を前記プッシュスイッチに伝達するアクチュエータを設けたことを特徴とする請求項１に記載の照光式スイッチ装置。

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