JP2008071630A

JP2008071630A - 操作装置

Info

Publication number: JP2008071630A
Application number: JP2006249392A
Authority: JP
Inventors: Akito Miyagawa; 昭人宮川; Koichi Itoigawa; 貢一糸魚川
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: CN101144585A; US20080068202A1; US7455415B2; CN100529518C

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供する。
【解決手段】ハウジング２には複数の押圧操作部４と複数の点灯部５がそれぞれ設けられ、該ハウジング２の裏面側には、弾性シート７及び回路基板６が配設されている。回路基板６のハウジング２側面には固定接点１１が設けられ、押圧操作部４が押圧操作された際に、弾性シート７に設けられた可動接点と接触する。回路基板６における各点灯部５と対応する箇所には貫通孔６ａが設けられ、回路基板６の下面には、ＬＥＤ１５が実装されるとともに、そのＬＥＤ１５の側方には、貫通孔６ａと対応する箇所に反射部１６が設けられた導光部材８が密接配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、押圧操作部を照明する機能を有する操作装置に関するものである。

一般に、例えば車両室内に配設される操作装置として、夜間においてもその位置を視認できるように、操作部が照明される操作装置が提案されている。
例えば図５に示すように、この種の操作装置５１は、複数の操作部５２が設けられた意匠パネル５３と、その意匠パネル５３の裏面側に配置されたスイッチ構造体５４とを備えている。スイッチ構造体５４は、各操作部５２と対応する箇所にそれぞれスイッチ部が設けられた回路基板５５と、その回路基板５５を覆うように該回路基板５５と操作部５２との間に介在された透光性を有する板状の弾性シート５６とを備えている。また、各操作部５２にはそれぞれ点灯部５７が設けられ、回路基板５５においてそれら点灯部５７と対応する箇所には、それぞれトップビュー型のＬＥＤ等からなる光源５８が配設されている。

このため、各光源５８の発光時には、その光が点灯部５７から外部に放射されることとなり、対応する各操作部５２が点灯状態となる。よって、夜間においても操作部５２を容易に視認可能となる。

しかしながら、こうした操作装置５１では、各操作部５２に対してそれぞれ個別に光源５８が必要となるため、回路基板５５に実装すべき部品点数が多くなってしまい、回路基板５５が大型化してしまったり、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が狭くなってしまったりするなどの問題が生じていた。また、各光源５８の固有の誤差により、輝度や色にバラツキが生じるおそれもあった。

また、従来、導光材を用いた照明装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
具体的には、例えば図６に模式的に示すように、この照明装置６１は、アクリル等からなる板状の導光材６２の側方にサイドビュー型のＬＥＤ等からなる光源６３が配置された構成をなしている。そして、導光材６２における発光面６２ａの逆側面には複数の凸部６４が設けられ、導光材６２の端面から入射された光源６３からの光を各凸部６４によって散乱させることによって発光面６２ａを点灯させるようになっている。よって、こうした照明装置６１によれば、発光面６２ａと対応する箇所に点灯部を設けることにより、一つの光源６３によって該点灯部を点灯させることができる。

したがって、こうした構造を前記操作装置５１に適用すれば、前記回路基板５５に実装すべき部品点数を少数とすることができるとともに、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が増す。具体的には、例えば図７に示すように、操作装置５１は、前記各操作部５２と弾性シート５６との間に前記導光材６２が介在されるとともに、その導光材６２の側方にサイドビュー型のＬＥＤ等からなる光源６３が配置された構成をなすこととなる。そして、導光材６２の端面から入射された光源６３からの光は、該導光材６２内を拡散・反射しつつ、各凸部６４によって反射して点灯部５７方向に出射される。そして、その出射された光が各点灯部５７から外部に放射されることにより、それら点灯部５７が点灯状態となる。このため、こうした操作装置５１によれば、一つの光源によって複数箇所の点灯部５７を点灯させることができ、前記回路基板５５に実装すべき部品点数を少数とすることができるとともに、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が増す。
特開平８−１９４２１９号公報

しかしながら、こうした操作装置５１に導光材６２を配設する際、図７に示したように、各操作部５２におけるスイッチ作用部位５２ａや、弾性シート５６におけるスイッチ作用部位５６ａに対して、導光材６２が干渉しないようにするため、導光材６２に貫通孔６２ｂを設けるなどの加工が必要となる。よって、特に光源６３と導光材６２における各点灯部対応箇所との間に貫通孔６２ｂが存在する場合には、該点灯部対応箇所への導光が不十分となって、各点灯部５７の輝度を十分に確保することができなかったり、輝度ムラが生じたりしてしまうおそれがある。

また、導光材６２と光源６３との間の位置ズレも生じやすくなり、光源６３からの光が導光材６２に十分に入射されないおそれもある。
さらに、こうした操作装置５１では、該光源６３及び光源６３を作動させるための基板６５等を配設するためのスペースを導光材６２の側方に確保する必要があるため、操作装置５１自体が平面方向（同図における左右方向）に大きくなってしまう。

このように、操作装置５１に特許文献１の技術を適用しようとしても、その構造を具体化するにあたっては種々の問題点が内在しているため、こうした観点では依然として改善の余地が残されている。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化を抑制しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、複数の押圧操作部が設けられた意匠パネルを備えるとともに、その意匠パネルの裏面側に配置され、該押圧操作部と対応する箇所において該押圧操作部からの応力によって弾性変形する略板状の弾性部材と、その弾性部材によって覆われるとともに、該弾性部材の弾性変形によって接点の開閉状態が切り換わるスイッチ部が設けられた回路基板とを備えた操作装置であって、前記押圧操作部または前記意匠パネルにおける該押圧操作部の近傍に設けられ、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部と、それら点灯部よりも少数からなり、前記スイッチ部が設けられた面とは逆側の面に実装された光源と、前記光源からの光を各点灯部に導光するべく、前記回路基板における該光源の実装面側に配置された板状の導光部材とを備え、前記回路基板における前記各点灯部と対応する箇所にそれぞれ貫通孔を設けるとともに、前記導光部材における該貫通孔と対応する箇所に、導光した前記光源からの光を該貫通孔方向に反射する反射構造を設けたことを要旨とする。

上記構成によると、光源及び導光部材は、回路基板におけるスイッチ部が設けられた面とは逆側の面に配置されているため、該スイッチ部や、押圧操作部及び弾性部材におけるスイッチ作用部に干渉しない。また、回路基板における各点灯部と対応する箇所には貫通孔が設けられているため、導光部材によって導光された光源からの光を、該貫通孔を介して点灯部側に放射可能となる。よって、スイッチ部等に干渉しないように導光部材を加工する必要がないため、点灯部対応箇所への導光を十分に行うことが可能となる。また、光源と導光部材とを共に回路基板に配置することができるため、両者間の位置ズレも生じにくくなる。さらには、光源は回路基板上に実装されるため、専用の基板も不要となるとともに、該光源を配置するためのスペースを確保する必要もない。よって、操作装置の大型化も抑制可能となる。それゆえ、大型化を抑制しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度の高い操作装置を実現可能となる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の操作装置において、前記反射構造は、前記導光部材における前記回路基板側面及びその逆側の面のうちの少なくとも一方に施された粗面加工部であることを要旨とする。

上記構成によると、反射構造は粗面加工部によって構成されているため、光源からの光を該粗面加工部によって確実に拡散・反射することができるとともに、該光を導光部材内に導光するための構造を他部材で構成する必要がなく、部品点数を低減することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の操作装置において、前記光源は、前記回路基板の面と平行方向に光を放射するサイドビュー型の光源によって構成され、前記導光部材は、該光源の側方において、前記回路基板における該光源が実装された面に密接配置されるとともに、側端部から入射された該光源からの光を前記点灯部と対応する箇所に導光することを要旨とする。

上記構成によると、光源及び導光部材が同一平面上に配置されることとなる。このため、操作装置の厚さ方向への大型化を抑制することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、大型化を抑制しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、操作装置１は、意匠パネルとしてのハウジング２と、そのハウジングの裏面（図中における下面）側に配設されるスイッチ構造体３とを備えている。この操作装置１は、例えば車両の運転席周辺の部材（ステアリングホイールやダッシュボードなど）に配設され、スイッチ構造体３をハウジング２によって被覆した形態からなる車両用操作装置などとして具体化される。

図２に併せ示すように、ハウジング２の意匠面（図中における上面）には、複数（ここでは２つ）の押圧操作部４が形成されている。これら押圧操作部４は、それぞれハウジング２内方向へ傾動可能となっており、裏面には下方に延びる作用突部４ａが形成されている。また、各押圧操作部４には透光性を有する点灯部５が設けられており、ハウジング２内からの光を点灯部５から外部に放射可能となっている。なお、本実施形態において押圧操作部４の一方には「ＯＮ」の文字が印字され、他方には「ＯＦＦ」の文字が印字されている。このため、点灯部５から光が外部に放射された際には、それらの文字が照明されるとともに、押圧操作部４全体が照明された状態となる。

図１及び図２に示すように、スイッチ構造体３は、最下層に配置される回路基板６と、その回路基板６の上面に配設される弾性部材（弾性シート）７と、該回路基板６の下面側に配設される板状の導光部材８とを備えている。

回路基板６のハウジング２側面（上面）において前記各押圧操作部４と対応する箇所には、それぞれスイッチ部としての固定接点１１が設けられている。また、回路基板６において各点灯部５とそれぞれ対応する箇所には、該点灯部５と同形状（ここでは角孔状）の貫通孔６ａが透設されている。

弾性シート７は、例えばシリコーンゴム等の弾性変形可能な軟質性樹脂によって構成された透光性を有する略板状物からなり、回路基板６の上面を覆うように配設されている。この弾性シート７は、回路基板６とほぼ同形同大に構成され、ハウジング２側面（上面）において、前記各押圧操作部４に設けられた作用突部４ａと対応する箇所にはそれぞれ突部１２が突設されている。

また、図２に示すように、弾性シート７の回路基板６側面（下面）において、前記各押圧操作部４と対応する箇所にはそれぞれ凹所１３が設けられている。各凹所１３において各突部１２と対応する箇所には、それぞれ可動接点１４が設けられている。そして、ハウジング２に設けられた押圧操作部４が押圧操作されて作用突部４ａを介して突部１２に上方から応力が加わると、その応力によって弾性シート７が弾性変形を生じ、可動接点１４が回路基板６に設けられた対応する固定接点１１に接触した状態となる。また、突部１２に対して該応力が付与されなくなると、弾性シート７は元の形状に復帰して可動接点１４と固定接点とが非接触状態となる。よって、押圧操作部４の押圧操作によって固定接点１１の接続状態を切換可能となる。

ところで、図２及び図３に示すように、回路基板６の下面、すなわち固定接点１１が設けられた面とは逆側の面には、その面と平行方向に光を放射する光源としてのサイドビュー型のＬＥＤ１５が実装されている。

また、導光部材８は、該回路基板６の下面に密接配置されている。この導光部材８は、例えばアクリル、スチレン、ウレタン等の透明樹脂を用いた板状の導光材料によって構成され、回路基板６と同一の面方向となるように配設されている。この導光部材８は、回路基板６よりも小形状をなしており、ＬＥＤ１５の側方から各点灯部５と対応する箇所まで延びている。より詳しくは、導光部材８は、一側端がＬＥＤ１５の発光面に近接するように配置され、これによりＬＥＤ１５からの光が該側端から入射されうるようになっている。また、こうした導光部材８における各点灯部５と対応する箇所には、内部に導光された光を対応する点灯部５方向へ反射する反射構造としての反射部１６が設けられている（図２においては太線で示す）。図３に示すように、反射部１６は下面に施された粗面加工部であり、微細（例えば数μｍ〜数十μｍ）な円錐形状をなす凹部１６ａの集合体によって構成されている。このため、それら凹部１６ａの錘面によって光が点灯部５方向へ反射される。なお、本実施形態において各凹部１６ａは、それぞれ形状、大きさ、密度が制御された微細構造をなしている。また、本実施形態において反射部１６は導光部材８の下面側に設けられているが、上面側に設けられていてもよい。さらに、各凹部１６ａは必ずしも円錐形状をなしている必要はなく、例えば多角錘形状や柱形状をなしていてもよい。

よって、このように構成された操作装置１では、図３に矢印で示すように、ＬＥＤ１５から放射された光は、導光部材８の側部から同導光部材８内に入射される。そして、その入射された光は、導光部材８内で反射・拡散することによって反射部１６に案内されるとともに、該反射部１６の各凹部１６ａの反射面に反射することによって点灯部５方向に出射される。その結果、導光部材８から出射された光は、貫通孔６ａ及び弾性シート７を通過（透過）して対応する点灯部５に達し、該点灯部５から外部に放射される。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）ＬＥＤ１５及び導光部材８は、回路基板６における固定接点１１が設けられた面とは逆側の面（下面）に配置されているため、該固定接点１１や、押圧操作部４及び弾性シート７におけるスイッチ作用部（作用突部４ａ及び突部１２）に干渉しない。また、回路基板６における各点灯部５と対応する箇所には貫通孔６ａが設けられているため、導光部材によって導光されたＬＥＤ１５からの光を、該貫通孔６ａを介して点灯部５側に放射可能となる。よって、固定接点１１等に干渉しないように導光部材８を加工する必要がないため、ＬＥＤ１５からの光を点灯部５と対応する箇所に対して十分に導光することができる。また、ＬＥＤ１５と導光部材８とを共に回路基板６に配置することができるため、両者間の位置ズレも生じにくくなる。さらには、ＬＥＤ１５は回路基板６上に実装されるため、専用の基板も不要となるとともに、該ＬＥＤ１５を配置するためのスペースを操作装置１の幅方向に確保する必要もない。よって、操作装置１の大型化も抑制することができる。それゆえ、大型化を抑制しつつ簡素な構造で複数の点灯部５を点灯させることができるとともに、設計の自由度の高い操作装置１とすることができる。

（２）反射部１６は、複数の微細な凹部１６ａの集合体からなる粗面加工部によって構成されている。このため、ＬＥＤ１５からの光を各凹部１６ａによって確実に拡散・反射することができるとともに、該光を導光部材８内に導光するための構造を他部材で構成する必要がなく、部品点数を低減することができる。

（３）光源はサイドビュー型のＬＥＤ１５によって構成され、そのＬＥＤ１５の側方において導光部材８が回路基板６に密接配置されている。すなわち、ＬＥＤ１５及び導光部材８は同一平面上に配置されている。このため、操作装置１の厚さ方向（各図における上下方向）への大型化を抑制することができる。

（４）反射部１６は、形状、大きさ、密度が制御された凹部１６ａの集合体によって構成されている。このため、各凹部１６ａで点灯部５方向へ反射する光の量を高精度に制御することができる。よって、各点灯部５の輝度のバラツキや色ムラを軽減することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において光源は、サイドビュー型のＬＥＤ１５によって構成されている。しかしながら、光源は、サイドビュー型に限らず、回路基板６の実装面に対して直交する方向に光を放射するトップビュー型のＬＥＤによって構成されてもよい。具体的には、例えば図４に示すように、回路基板６の下面において両貫通孔６ａを結ぶ線上の中間位置となる箇所に、トップビュー型のＬＥＤ１７を実装する。また、該ＬＥＤ１７と対応する箇所に該ＬＥＤ１７を収容可能な凹部１８を設けた導光部材８を、該回路基板６の下面に密接配置する。なお、同図に太線で示すように、この導光部材８における凹部１８の奥面及び下面においてＬＥＤ１７と対応する箇所にも、前記反射部１６を設ける。このようにすれば、導光部材８内に導光されたＬＥＤ１７からの光は、導光部材８の面方向に対してある程度角度を有した状態になりやすく、該導光部材８の上面及び下面を反射しながら貫通孔６ａと対応する箇所へ導光される。すなわち、該導光部材８の側端から光が外部に放射されにくくなる。このため、点灯部５方向へ反射できる光量を確保しやすくすることができる。

なお、光源として、ＬＥＤ１５，１７に限らず、例えば白熱球やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの発光体を適用してもよい。
・反射部１６は、凹部１６ａの集合体に限らず、例えば凹部１６ａと同等の形状をなす凸部の集合体によって構成されてもよい。すなわち、反射部１６は、凹部の集合体に限らず、凸部の集合体によって構成されてもよい。

・反射部１６を構成する凹部１６ａの形状、大きさ及び形成密度は、必ずしも制御されている必要はない。すなわち、サンドブラストなどを用いた単なるシボ加工によって各凹部１６ａを設けてもよい。

・ハウジング２は、箱体状物に限らず、スイッチ構造体３の表面を覆う表層板をも含むものとする。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項１または請求項２に記載の操作装置において、前記光源は、前記回路基板の面と直交する方向に光を放射するトップビュー型の光源によって構成され、前記導光部材は、前記回路基板において該光源が実装された面に密接配置されるとともに、該光源を収容する凹部が設けられ、その凹部において光源と対応する箇所に、光源からの光を内部に拡散・反射させる反射構造が設けられていること。この（１）に記載の技術的思想によれば、光源からの光を導光部材内で反射させやすくすることができる。

（２）請求項１〜３、上記（１）のいずれか１項に記載の操作装置において、前記反射構造は、形状及び大きさが制御された凹部または凸部によって構成されていること。この（２）に記載の技術的思想によれば、拡散・反射する光の量を高精度に制御可能となり、各点灯部の輝度のバラツキを軽減可能となる。

本発明の一実施形態の操作装置の概略構成を示す分解斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。同実施形態の操作装置の一部を拡大して模式的に示す断面図。他の実施形態の操作装置の概略構成を示す断面図。従来の操作装置の一例を示す断面図。従来の照明装置の導光の原理を模式的に示す図。従来の操作装置の組み合わせ例を示す断面図。

符号の説明

１…操作装置、２…意匠パネルとしてのハウジング、３…スイッチ構造体、４…押圧操作部、４ａ…スイッチ作用部としての作用突部、５…点灯部、６…回路基板、６ａ…貫通孔、７…弾性部材としての弾性シート、８…導光部材、１１…スイッチ部としての固定接点、１２…スイッチ作用部としての突部、１５，１７…光源としてのＬＥＤ、１６…反射部、１６ａ…凹部。

Claims

複数の押圧操作部が設けられた意匠パネルを備えるとともに、その意匠パネルの裏面側に配置され、該押圧操作部と対応する箇所において該押圧操作部からの応力によって弾性変形する略板状の弾性部材と、その弾性部材によって覆われるとともに、該弾性部材の弾性変形によって接点の開閉状態が切り換わるスイッチ部が設けられた回路基板とを備えた操作装置であって、
前記押圧操作部または前記意匠パネルにおける該押圧操作部の近傍に設けられ、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部と、
それら点灯部よりも少数からなり、前記スイッチ部が設けられた面とは逆側の面に実装された光源と、
前記光源からの光を各点灯部に導光するべく、前記回路基板における該光源の実装面側に配置された板状の導光部材とを備え、
前記回路基板における前記各点灯部と対応する箇所にそれぞれ貫通孔を設けるとともに、前記導光部材における該貫通孔と対応する箇所に、導光した前記光源からの光を該貫通孔方向に反射する反射構造を設けたことを特徴とする操作装置。
前記反射構造は、前記導光部材における前記回路基板側面及びその逆側の面のうちの少なくとも一方に施された粗面加工部であることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記光源は、前記回路基板の面と平行方向に光を放射するサイドビュー型の光源によって構成され、
前記導光部材は、該光源の側方において、前記回路基板における該光源が実装された面に密接配置されるとともに、側端部から入射された該光源からの光を前記点灯部と対応する箇所に導光することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作装置。