JP2008027642A - 照光式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 可動接点となるタクトバネの中心部近傍を直接照明することで発光輝度の向上と発光のバラツキを抑えることができると共に、全体の小型化及び薄型化が可能な照光式スイッチを提供することである。
【解決手段】 固定接点２３を有するスイッチ基板２２と、該スイッチ基板２２上に実装されるＬＥＤ３２と、前記固定接点２３の上方に配置されるタクトバネ３１からなる可動接点とを備えた照光式スイッチ２１において、前記タクトバネ３１に窓部４１を設け、この窓部４１と対応する位置に前記ＬＥＤ３２を配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光素子からなる光源を備えた小型で薄型の照光式スイッチに関するものである。

発光機能を備えた照光式タクトスイッチは、小型化及び薄型化が進む携帯電話機をはじめとする各種の電子機器のタッチパネルに多く採用されている。従来、このような照光式スイッチは、特許文献１に示すように、スイッチ基板上に固定接点や可動接点からなるスイッチ機構部からなる部分と、このスイッチ機構部に隣接した発光部分とから構成され、前記スイッチ機構部を側面から照射するものが一般的である。例えば、図７に示す照光式スイッチ１は、固定電極となる接点４が中央部に形成された四角形状の基板２と、前記接点４の上方を覆うようにして基板２上に配置される導電性のタクトバネ５と、前記基板２のコーナ部に配置される発光部６とを備えて形成されている。

このような小型化及び薄型化に対応するためには、前記タクトバネ５や発光部６を小型の基板２にコンパクトに収容する必要がある。また、視認性や操作性を高めるために、照光効率の向上も要求されている。図７に示したような照光式タクトスイッチ１においては、基板２の中央部に接点４や円形状のタクトバネ５からなるスイッチ部３を形成し、基板２のコーナ部に発光部６を配置形成することで、前記基板２の有効利用及び小型化を図っている。また、前記スイッチ部３に対する照光効率に関しては、前記発光部６を基板２の複数のコーナ部に設けると共に、各発光部６に配置する発光素子７の数を増やすことで発光効率の向上化を図っている。
実開平６−６４３３２号公報

しかしながら、上記図７に示したような照光式スイッチ１にあっては、基板２のコーナ部に設けた発光部６からスイッチ部３の一端を照射するため、このスイッチ部３の中心部分での発光輝度が低くなると共に、全体の発光にバラツキが生じやすいといった問題があった。また、発光部６をスイッチ部３に隣接して設けなければならないため、基板２のサイズが大きくなるといった問題もある。上記照光式スイッチ１では、基板２のサイズを抑える必要があることから、タクトバネ５に近接させて発光部６が設けられているが、タクトバネ５が円形であるため、基板２のサイズを最小限に抑えようとすると、前記発光部６を配置する位置が基板２のコーナ部に制限されてしまう。また、前記発光部６からスイッチ部３の中心部までの距離は短いほど照光効果が大きくなるが、配置するタクトバネ５の大きさに応じて決まるために短縮することができない。このため、前記スイッチ部３を中心とした照光効率の大幅な向上効果が得られないといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、可動接点となるタクトバネの中心部近傍を直接照明することで発光輝度の向上と発光のバラツキを抑えることができると共に、全体の小型化及び薄型化が可能な照光式スイッチを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の照光式スイッチは、固定接点を有するスイッチ基板と、該スイッチ基板上に実装される発光素子と、前記固定接点の上方に配置されるタクトバネからなる可動接点とを備えた照光式スイッチにおいて、前記可動接点には、窓部が設けられ、この窓部と対応する位置に前記発光素子が配置されることを特徴とする。

また、本発明の照光式スイッチは、前記可動接点の上に前記窓部と対応した位置に開口部を有するプランジャを設け、前記窓部及び開口部を通して前記発光素子が露出することを特徴とする。

本発明に係る照光式スイッチによれば、固定接点の上方に配置されるタクトバネからなる可動接点に窓部を設け、この窓部から発光素子が露出するように配置しているので、可動接点を直接照明することができ、発光輝度の向上及び発光バラツキの低減化を図ることができる。

また、前記窓部が可動接点の中心部近傍に設置されているため、押圧ポイントを特に明るく照明することができる。さらに、前記可動接点の上に載置されるプランジャにも前記窓部に対応する開口部を設けているため、照明効果を維持しつつ適度な弾性力によるクリック感を得ることができる。

また、発光素子が固定接点と同じ平面スペースに組み込まれるため、スイッチ基板の小型化が図られる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る照光式スイッチの実施形態を詳細に説明する。

図１乃至図３に示すように、本発明の照光式スイッチ２１は、固定接点２３や電極パターンが形成された四角形状のスイッチ基板２２と、このスイッチ基板２２上に実装される発光素子（ＬＥＤ）３２と、前記固定接点２３上に配置される可動接点（タクトバネ）３１と、このタクトバネ３１の上に載置されるプランジャ２５とを備えて構成されている。

前記スイッチ基板２２は、ガラスエポキシ等の樹脂材からなり、中央部に長方形状の固定接点２３が設けられ、この固定接点２３はスイッチ基板２２の外周部に設けられている第１のスイッチ端子３３に導通接続されている。この固定接点２３を中心とした円周上にタクトバネ３１の外周部が載置される固定電極部２４が形成される。この固定電極部２４は、スイッチ基板２２の外周部に設けられている第２のスイッチ端子３４に導通接続されている。また、前記固定接点２３を挟んで対向する位置に一対のＬＥＤ３２を実装するための素子電極部３５が形成される。各素子電極部３５は、それぞれアノード電極及びカソード電極を備え、スイッチ基板２２の外周部に設けられる外部接続用のＬＥＤ端子３６に導通接続されている。なお、前記スイッチ端子３３，３４及びＬＥＤ端子３６は、スルーホール電極によって形成される。

前記各素子電極部３５には、白色あるいは赤，青，緑等の単色発光の中から照明用途に適合する発光色のチップ型のＬＥＤ３２が実装される。このＬＥＤ３２は、タクトバネ３１の接点４０近傍を明るく且つバランスよく照明するためのものであるため、接点４０に近い箇所に設定するのが好ましい。本実施形態では、少ないＬＥＤ３２で効率よく照明させるため、前記接点４０を中心として対称位置に設けたが、スイッチ基板２２のサイズや目的とする明るさに応じて、ＬＥＤ３２を複数配置することもできる。例えば、ＬＥＤを４個で構成する場合は、前記接点４０を中心とした上下、左右方向に均等に配置すればよく、さらに多くのＬＥＤで構成する場合は、前記接点４０を中心とした半径内に等間隔で配置するなどによって対応可能である。

図２に示したように、前記ＬＥＤ３２が実装されたスイッチ基板２２の上面は、タクトバネ３１が載置される部分を除き、固定電極部２４の外周部を覆う絶縁性及び防水性を備えたベースシート２６で被覆される。

前記タクトバネ３１は、薄く弾力性を有したステンレス（ＳＵＳ）や黄銅等の金属材料によって円形状に形成され、中心が上方に僅かに隆起するように形成される。また、このタクトバネ３１は、前述したように、中心部が前記固定接点２３と接触して導通を図るための接点４０となっており、この接点４０を挟んで対向する位置に前記ＬＥＤ３２の形状に合わせて楕円形状あるいは長方形状の窓部４１が開設される。この窓部４１は、前記ＬＥＤ３２を露出させるために設けられたもので、接点４０を押圧した際に、ＬＥＤ３２の外周部が接触しないようにＬＥＤ３２の外形寸法よりも大きく設定される。

図３に示したように、前記タクトバネ３１の上には、プランジャ２５が載置され、その上から樹脂で成型されたモールド枠２７が前記スイッチ基板２２の外周部を囲うようにして配設される。前記プランジャ２５は、タクトバネ３１に対して、指などによる押圧力を適度なクッションを介して伝えるためのもので、ゴムや樹脂などの柔軟性を有したシート材によって形成される。このプランジャ２５には、前記タクトバネ３１の窓部４１と同じ位置に略同じ形状及び大きさの開口部４３が設けられ、この開口部４３と前記窓部４１とが連通するように接着剤等を介して固定接合される。ＬＥＤ３２は、窓部４１及び開口部４３を通して上面（発光面）が露出される。なお、前記窓部４１及び開口部４３は、前記ＬＥＤ３２の数や大きさに応じて適宜設定される。

前記プランジャ２５は、タクトバネ３１の接点４０を押圧することによって撓んだ際に、前記ＬＥＤ３２の上面が開口部４３から突出しない程度の厚みに形成される。また、モールド枠２７も前記プランジャ２５と略同じ厚みに形成することで、照光式スイッチ２１の上面を平坦面にすることができ、薄型化が図られる。

前記モールド枠２７で固定されたプランジャ２５の上面全体に防水性を備えたカバーシート２８が設けられる。このカバーシート２８は、前記開口部４３を通したＬＥＤ３２の出射光を有効に透過させると共に、外部の湿気等の侵入を防ぐため、透光性及び防水性を備えたアラミドシートが用いられる。このカバーシート２８によって、前記プランジャ２５全体からモールド枠２７にかけて密着することで、タクトバネ３１、固定接点２３、ＬＥＤ３２等を外部からの衝撃や湿気等から保護することができ、長期に亘って安定したスイッチング精度を維持することができる。なお、前記カバーシート２８は、少なくとも開口部４３に相当する部分が透光性を有していればよく、使用用途や目的に合わせて透明あるいは薄く着色を施した半透明にするなど適宜に選択可能である。

前記照光式スイッチ２１は、スイッチ端子３３，３４や複数のＬＥＤ端子３６がスルーホールによって形成されているため、スイッチ基板２２の裏面を各種電子機器の操作パネル等の装置側基板にそのままリフロー処理などによって表面実装することができる。前記ＬＥＤ端子３６には、装置側基板を介して電流が供給され、ＬＥＤ３２が発光し、前記プランジャ２５の開口部４３を通して中心が明るく照明される。

上記実施形態の照光式スイッチ２１では、チップ型のＬＥＤ３２を使用したが、図４に示すように、スイッチ基板２２を製造する際に、このスイッチ基板２２上に発光素子４５の一方の素子電極を直接ダイボンド実装し、他方の素子電極をボンディングワイヤ４６で接続した後、透光性を有する樹脂材４７で封止して形成することもできる。このため、スイッチ基板２２を製造する工程の中で光源となる発光体の形成を行うことができ、製造工数の簡略化が図られる。

また、前記樹脂材４７に蛍光剤や拡散剤等を適宜混入することができるので、発光体の輝度調整が容易になると共に、様々な発光効果を得ることも可能となる。

図５及び図６は、前記照光式スイッチ２１を電子機器等の装置側基板５０に複数実装し、その上にキートップシート５２を配置した照光式スイッチモジュール５１の構成例の一部を示したものである。この照光式スイッチモジュール５１は、前記キートップシート５２にスイッチ表示が付されて構成されるので、そのまま各種の電子機器の操作パネルとして搭載することができる。

前記キートップシート５２は、ポリイミド、ポリカーボネイト等のシート状の樹脂材又は薄いシリコンゴム等の軟質性の樹脂材で形成され、前記タクトバネ３１の中心部に対応する部分が肉厚のキートップ５３となっている。このキートップ５３は、透明又は半透明であり、表面に操作表示を表す数字や記号などが印刷あるいは刻印等によって記されている。

前記照光式スイッチモジュール５１によれば、各ＬＥＤ３２の発光面から発せられた光は、そのままタクトバネ３１及びプランジャ２５を通してキートップ５３を照明することができる。この照光式スイッチモジュール５１は、図６に示されるように、前記キートップ５３の裏面側に設けられている突起部５３ａによって、プランジャ２５と共にタクトバネ３１の中心部分が下方に撓み、固定接点２３と接触し、電気的導通が図られる。また、押圧した状態のキートップ５３から指を離すと、前記タクトバネ３１の弾性力によって、固定接点２３から離れ導通状態から解除される。

上記実施形態の照光式スイッチ２１においては、クリック感をソフトにするために、タクトバネ３１の上にプランジャ２５を配置した構成になっているが、タクトバネ３１のみでも適度なクリック感が得られる場合や前記キートップ５３を備える照光式スイッチモジュール５１へ組み込むために使用する場合などでは、特にプランジャ２５を設けなくてもよい。

以上説明したように、本発明の照光式スイッチ２１によれば、押圧する部分の直下にＬＥＤ３２が配置され、このＬＥＤ３２からの出射光がそのまま、タクトバネ３１やプランジャ２５の一部を透過して上方に発光させることができるので、暗所等におけるスイッチングの操作性が向上する。また、前記タクトバネ３１等のスイッチ構成部品を配置する平面スペース内にＬＥＤ３２が配置されているため、全体の小型化が図られる。さらに、前記ＬＥＤ３２がタクトバネ３１の窓部４１やプランジャ２５の開口部４３によって、接触することがなく、また、表面にも突出しないので、故障を少なく抑えることができると共に、全体の薄型化が図られる。

なお、上記実施形態の照光式スイッチ２１は、小型化及び薄型化を目的としているため、光源にＬＥＤを用いたが、ＬＥＤ以外の他の光源を用いて構成することもできる。また、光源の形状はチップ型に限定されず、例えば、曲面形状であってもよい。ただし、このような光源の形状に対応するように、タクトバネ３１やプランジャ２５に設ける窓部４１や開口部４３を形成することが必要となる。

本発明に係る照光式スイッチの平面図である。 上記照光式スイッチのＡ−Ａ断面図である。 上記照光式スイッチの分解斜視図である。 ＬＥＤの他の実装形態を示す照光式スイッチの断面図である。 照光式スイッチモジュールにおける押圧操作前の状態を示す断面図である。 上記照光式スイッチモジュールの押圧操作時の状態を示す断面図である。 従来の照光式スイッチの構成例を示す平面図である。

符号の説明

２１ 照光式スイッチ
２２ スイッチ基板
２３ 固定接点
２４ 固定電極部
２５ プランジャ
２６ ベースシート
２７ モールド枠
２８ カバーシート
３１ タクトバネ（可動接点）
３２ ＬＥＤ
３３，３４ スイッチ端子
３５ 素子電極部
３６ ＬＥＤ端子
４０ 接点
４１ 窓部
４３ 開口部
４５ 発光素子
４６ ボンディングワイヤ
４７ 樹脂材
５０ 装置側基板
５１ 照光式スイッチモジュール
５２ キートップシート
５３ キートップ
５３ａ 突起部

Claims (6)

1. 固定接点を有するスイッチ基板と、該スイッチ基板上に実装される発光素子と、前記固定接点の上方に配置されるタクトバネからなる可動接点とを備えた照光式スイッチにおいて、
   前記可動接点には、窓部が設けられ、この窓部と対応する位置に前記発光素子が配置されることを特徴とする照光式スイッチ。
2. 前記窓部は、前記可動接点の中心部近傍に複数設けられる請求項１記載の照光式スイッチ。
3. 前記窓部は、前記可動接点の中心部を挟んで対向する位置に設けられる請求項１記載の照光式スイッチ。
4. 前記可動接点の上に前記窓部と対応した位置に開口部を有するプランジャを設け、前記窓部及び開口部を通して前記発光素子が露出する請求項１乃至３記載の照光式スイッチ。
5. 前記プランジャは、防水性のカバーシートで被覆され、少なくとも前記開口部に相当する部分が透光性を有する請求項４記載の照光式スイッチ。
6. 前記発光素子は、前記スイッチ基板上に表面実装可能なチップ型の発光ダイオード又は前記スイッチ基板上で樹脂封止して形成される発光ダイオードである請求項１記載の照光式スイッチ。

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