JP2008091217A

JP2008091217A - 照光スイッチユニット

Info

Publication number: JP2008091217A
Application number: JP2006271169A
Authority: JP
Inventors: Masashi Watanabe; 正志渡辺
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】キートップ全体を明るく照明し、防水機能も備え、信頼性を向上させる。
【解決手段】基板２上面にスイッチ２１、ＬＥＤ２２及びＺＤ２３が搭載されており、下面からはリード線２４が引き出されている。基板２は何れも樹脂製のキャップ３とケース４とで狭持されて、接合面は樹脂封止されている。ケース４の中には透光性樹脂で成形された押し駒５があり、押し駒５の下面にある突条部５ｂがスイッチ２１に当接する。ケース４の鍔部４ｅには予めキートップ７と一体化させた透光性弾性樹脂から成るラバー６の枠状部６ｂが被さっている。ラバー６の上からカバー９を被せて、中心穴９ａからはキートップ７を突き出させ、穴９ｃをキャップ３の凸部３ｂと係合させてキャップ３と合体させてある。キートップ７の中央には透光性硬質樹脂のセンター８が挿入してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車、自動販売機、オーディオ、家庭電化製品、携帯端末等に用いられている照光スイッチユニットに関する。

従来、押しボタンスイッチのキートップを光らせる様々な技術が既に出願されている。中でも、キートップ全体を光らせるタイプのもの（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）や、キートップの周辺を光らせるタイプのもの（例えば、特許文献３参照。）があった。
特願２００６−０３６６８６号（未公開）特開平２−２３０６２０号公報（第１図、第２〜３頁）特許公開２００６−０９３０６２号

しかしながら、特許文献１に記載のものは、押圧部材である押し駒が揺動する部材であり、支点と作用点が端部にあるために、キートップの中央から離れた位置を押すとスイッチの操作感が悪くなる場合があった。特許文献２に記載のものは、部品点数が多くコスト高、スイッチの荷重、ＬＥＤの色などバリエーションを持たせづらい。特許文献３に記載のものは中央の押す部分がゴムになっており、傷がつき易く、破れた場合には内部に水等が浸入してスイッチを不能にしてしまう問題があった。

本発明は、上記問題を解決して、信頼性の高い照光スイッチユニットを提供することを目的としている。

前述した目的を達成するための本発明の手段は、基板と、この基板に配設した光源及びスイッチと、前記基板を載置する底板部材と、前記基板を前記底板部材との間に狭持する枠状部材と、この枠状部材の内部へ配設した前記スイッチを押圧するための透光性樹脂から成る押圧部材と、前記枠状部材に被せた透光性弾性樹脂から成る傘状部材と、この傘状部材に固定された透光性硬質樹脂から成るキートップと、このキートップが挿通する中心穴を有して前記底板部材との間に前記枠状部材を狭持して前記底板部材と係合する外装部材とから成るとともに、前記枠状部材と前記底板部材とは前記基板の周囲で樹脂封止されている照光スイッチユニットにおいて、前記スイッチは前記基板上の中央に、前記光源は前記基板上の前記スイッチの近傍に配設されており、前記押圧部材には前記光源からの光を前記キートップへ導く導光穴を設けるとともに、前記キートップの中央に設けた貫通穴に透光性硬質樹脂から成る柱状部材を嵌入したことを特徴とする。

また、前記傘状部材を前記枠状部材と前記外装部材とで圧縮するとともに、前記底板部材と前記枠状部材との界面を封止樹脂で接着したことを特徴とする。

また、前記キートップにはクロームメッキが施されていることを特徴とする。

また、前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする。

また、前記基板上には前記発光ダイオードと並列にツェナーダイオードが接続されていることを特徴とする。

また、前記外装部材と前記底板部材とは一方に設けられた穴と他方に設けられた突起とにより係合してスナップフィット形式で一体化されていることを特徴とする。

本発明によれば、基板と、この基板に配設した光源及びスイッチと、前記基板を載置する底板部材と、前記基板を前記底板部材との間に狭持する枠状部材と、この枠状部材の内部へ配設した前記スイッチを押圧するための透光性樹脂から成る押圧部材と、前記枠状部材に被せた透光性弾性樹脂から成る傘状部材と、この傘状部材に固定された透光性硬質樹脂から成るキートップと、このキートップが挿通する中心穴を有して前記底板部材との間に前記枠状部材を狭持して前記底板部材と係合する外装部材とから成るとともに、前記枠状部材と前記底板部材とは前記基板の周囲で樹脂封止されている照光スイッチユニットにおいて、前記スイッチは前記基板上の中央に、前記光源は前記基板上の前記スイッチの近傍に配設されており、前記押圧部材には前記光源からの光を前記キートップへ導く導光穴を設けるとともに、前記キートップの中央に設けた貫通穴に透光性硬質樹脂から成る柱状部材を嵌入したので、キートップの中央をムラ無く照光することができる。スイッチ、ＬＥＤを適宜選択可能としたことにより要望される仕様（信頼性）を満足したものを適宜選択可能である。コストの削減が図れる。キズ、破れなどによるスイッチの故障を少なくすることができる。総じて信頼性を向上させることができる。操作感が良好。デザインの自由が広がった。押し駒の導光用貫通穴により光漏れを低減させることができた。

以下、本発明を実施するための最良の形態である照光式スイッチを図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である照光スイッチユニットの斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図３は図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図４はこの照光スイッチユニットの押し駒を下面側から見た斜視図である。図５はこの照光スイッチユニットの分解斜視図である。図６はこの照光スイッチユニットの回路図である。

図１乃至図５を参照して、まず、本発明の実施の形態である照光スイッチユニット１の構成を説明する。両面に配線された樹脂又はセラミック等から成る正方形の基板２の上面中央の配線パターンにフラットタイプの内部スイッチであるスイッチ２１が配設されている。スイッチ２１を囲むように光源としての発光ダイオード（以下ＬＥＤと略称する）２２とツェナーダイオード（以下ＺＤと略称する）２３が搭載されている。リード線２４の一方の端末が基板２の下面の配線パターンにハンダ付けされている。

図６の回路図に示すように、リード線２４のうち２本は配線パターンを経由してスイッチ２１の端子へ、他の２本はＬＥＤ２２及びＺＤ２３の端子へ接続されており、基板２の側方へ引き出されたリード線２４はいずれも照光スイッチユニット１の正面側にまとめて引き出されている。なお、ＺＤ２３は図６に示すように、ＬＥＤと並列に配線されており、ＬＥＤ２２の端子へ一定以上の電圧が印加されたときに電流をＺＤ２３側へ流してＬＥＤ２２に過電流が流れないようにしている。

樹脂成形部品である底板部材としてのキャップ３の上面側には凹部が形成され、この凹部の周壁には基板２を載置するためのリブ３ａが形成されている。キャップ３の一方の対向する両側面にはそれぞれ２カ所に係止部である凸部３ｂが形成されている。キャップ３の他方の対向する両側壁のうちの一方の上面には、側壁を直交する断面半円状の溝３ｃが４本形成されている。

樹脂成形部品である枠状部材としてのケース４は、内部に開口４ａを有する枠部４ｂの下面側に基板２が収まる段部４ｃを有し、上面側には枠部４ｂの内端に土手部４ｄが立ち上がっている。土手部４ｄの上端は外側へ張り出して鍔部４ｅとなっている。枠部４ｂの下面には一側面に直交してこの側面から開口４ａへ向かう断面半円状の４本の溝４ｆが形成されている。ケース４はキャップ３とエポキシ系などの封止樹脂によって周囲を接合されている。このとき、溝４ｆはキャップ３の溝３ｃと合体してリード線２４が挿通される貫通穴を構成している。

透光性硬質樹脂から成る押圧部材としての押し駒５の形状は、図４にも示したように、円盤の中央に長角状の貫通穴５ａを有し、この貫通穴５ａの長辺に沿って下面側に下駄の歯状に２つのリブが突出しており、この貫通穴５ａの中央には両リブ同士を接続する接続部があって、この接続部にはリブの下端面より下に突出した突条部５ｂを有する。押し駒５はケース４の開口４ａ内に摺動可能に嵌入され、突条部５ｂはスイッチ２１の上に乗っている。貫通穴５ａはＬＥＤ２２の光を上方へ導く２個の導光穴となっている。

透光性弾性樹脂から成る傘状部材としてのラバー６の形状は、下部はケース４の鍔部４ｅと組み合う断面コの字状の側面を有する枠状部６ｂを成し、上部には底板付き円筒部が乗っており、この円筒部上面には内側に張り出したフランジ部６ａを有する。枠状部６ｂには外周に沿って突条部６ｃが張り出している。透光性硬質樹脂から成り、中央に段付き貫通穴７ａを有する略リング状のキートップ７は、下面側に溝７ｂを介して鍔部７ｃを有する。貫通穴７ａには透光性硬質樹脂から成る柱状部材であるセンター８が下面側から嵌入されており、上端はキートップ７と面一になっている。この溝７ｂにラバー６のフランジ部６ａが嵌合してキートップ７はラバー６に固定されている。

照光スイッチユニット１の外装部材としての樹脂成形部品であるカバー９は中心穴９ａを有する天板と略長角筒形状の側壁とが接続された形状をしている。対向する２対の側壁９ｂの一方は下方に延長されており、この延長部には２カ所にキャップ３との係止用の穴９ｃが形成されている。カバー９はラバー６に被せられ、中心穴９ａからキートップ７及びラバー６のフランジ部６ａを突出させ、４カ所の穴９ｃにキャップ３の凸部３ｂを係合させてスナップフィット形式でキャップ３と一体化されている。ラバー６の枠状部６ｂの側壁はカバー９の側壁９ｂとケース４の鍔部４ｅ側面とに挟まれて突条部６ｃを圧縮されながら両者と密着している。

次に、図５を参照して、照光スイッチユニット１の組立方法について説明する。まず、基板２上面の所定の配線パターン上にスイッチ２１、ＬＥＤ２２及びＺＤ２３を搭載してハンダ付けする。次に、リード線２４を基板２下面の配線パターンにハンダ付けする。次に、封止樹脂をキャップ３の側壁上に塗布してから基板２を載置し、その上から枠部４ｂ下面に封止樹脂を塗布したケース４を、各リード線２４が溝３ｃ、４ｅに挿通するようにしながら被せる。

ケース４の中に押し駒５を入れてから、予めセンター８を組み込んだキートップ７の溝７ｂとラバー６のフランジ部６ａとを嵌合させてキートップ７と一体化させたラバー６をケース４に被せて、枠状部６ｂと鍔部４ｅとを嵌合させる。次に、カバー９をラバー６の上から被せて、穴９ｃをキャップ３の凸部３ｂと係合させてキャップ３と合体させる。最後に、加熱などにより封止樹脂を硬化させて照光スイッチユニット１を完成させる。

次に、本発明の実施の形態である照光スイッチユニット１の作用について説明する。リード線２４に通電することによりＬＥＤ２２が発光する。ＬＥＤ２２を出射した光は押し駒５の貫通穴５ａからラバー６を経由してキートップ７のセンター８へ入射してキートップ７中心を明るく照らす。このときセンター８は下からの光を上方へ導く導光作用と拡散作用とを有している。したがって暗闇でもスイッチの位置を認識することができる。光に導かれてキートップ７を指で押すことにより、ラバー６がたわんで押し駒５を押すことになる。押し駒５の突条部５ｂが押し下げられてスイッチ２１がＯＮとなり、これに接続されているリード線２４を通じて回路が能動状態となる。キートップ７から指を離すと、ラバー６の復元力でキートップ７は元の位置に復帰する。

次に、本発明の実施の形態である照光スイッチユニット１の効果について説明する。ラバー６の枠状部６ｂはケース４の鍔部４ｅとカバー９の側壁９ｂとによって挟まれて突条部６ｃが圧縮されて鍔部４ｅと側壁９ｂと密着しているので、この隙間から水分等が浸入することがない。また、ケース４とキャップ３とは基板２周囲の接合部で樹脂封止されているので、この隙間から水分が浸入することもない。このように静止部分で防水が図られているので照光スイッチユニット１の防水構造は信頼性の高いものになっている。

照光スイッチユニット１の主要部品は樹脂成形技術で安価に製作できるとともに、カバー９とキャップ３とをスナップフィット結合させているので組立工数がかからずコスト削減を図ることができる。また、キートップ７及びセンター８が硬質樹脂で形成されているので、キズ、破れなどによるスイッチの故障を少なくすることができる。また、スイッチ２１を基板２の中央に配設したのでキートップ７のどの位置を押しても確実にスイッチ２１を動作させることができる。したがってスイッチ動作の信頼性も高い。総じて照光スイッチユニット１の信頼性の向上が図れる。

キートップ７の色やクロームメッキなどの表面処理を適宜選択できる上に、スイッチ２１、ＬＥＤ２２及びＺＤ２３を選択可能としたことによりユーザーから要望される仕様を満足したものを適宜提供することができる。また、リード線２４が照光スイッチユニット１の一方の側にまとめられているので、各種装置に照光スイッチユニット１を搭載する際に、最小限度の面積で実装することができる。押し駒５に２個の導光穴を設けたので、ＬＥＤ２２の光をキートップ７に導いて、その中心を集中的に明るく照明することができる。その際、センター８が集光させるのに役立っている。

なお、本発明は必ずしも以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤは１個でもよく、また、ＬＥＤ光源は白色に限らず、他の単色のものであってもよく、また、複数色のＬＥＤ素子（例えばＲ、Ｇ、Ｂの素子）を１パッケージ化したものであってもよい。その場合には目的に応じて発光色を変更することができる。また、複数のＬＥＤを搭載することにより更に明るくすることもできる。

本発明の照光スイッチユニットは暗闇でもキーの位置を認識でき、しかも防水構造も備えているので、例えば自動車外周にあるスイッチ全般に適用することができる。その他、車載機器、家電製品、玄関ドア等に広く適用できる。

本発明の実施の形態である照光スイッチユニットの斜視図である。図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。下方から見た押し駒の斜視図である。本発明の実施の形態である照光スイッチユニットの分解斜視図である。本発明の実施の形態である照光スイッチユニットの回路図である。

符号の説明

１照光スイッチユニット
２基板
３キャップ
３ｂ凸部
４ケース
５押し駒
５ａ貫通穴
５ｂ凸部
６ラバー
６ｃ突条部
７キートップ
７ａ貫通穴
８センター
９カバー
９ａ中心穴
９ｃ穴
２１スイッチ
２２ＬＥＤ
２３ＺＤ
２４リード線

Claims

基板と、この基板に配設した光源及びスイッチと、前記基板を載置する底板部材と、前記基板を前記底板部材との間に狭持する枠状部材と、この枠状部材の内部へ配設した前記スイッチを押圧するための透光性樹脂から成る押圧部材と、前記枠状部材に被せた透光性弾性樹脂から成る傘状部材と、この傘状部材に固定された透光性硬質樹脂から成るキートップと、このキートップが挿通する中心穴を有して前記底板部材との間に前記枠状部材を狭持して前記底板部材と係合する外装部材とから成るとともに、前記枠状部材と前記底板部材とは前記基板の周囲で樹脂封止されている照光スイッチユニットにおいて、前記スイッチは前記基板上の中央に、前記光源は前記基板上の前記スイッチの近傍に配設されており、前記押圧部材には前記光源からの光を前記キートップへ導く導光穴を設けるとともに、前記キートップの中央に設けた貫通穴に透光性硬質樹脂から成る柱状部材を嵌入したことを特徴とする照光スイッチユニット。
前記傘状部材を前記枠状部材と前記外装部材とで圧縮するとともに、前記底板部材と前記枠状部材との界面を封止樹脂で接着したことを特徴とする請求項１に記載の照光スイッチユニット。
前記キートップにはクロームメッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載の照光スイッチユニット。
前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の照光スイッチユニット。
前記基板上には前記発光ダイオードと並列にツェナーダイオードが接続されていることを特徴とする請求項４に記載の照光スイッチユニット。
前記外装部材と前記底板部材とは一方に設けられた穴と他方に設けられた突起とにより係合してスナップフィット形式で一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の照光スイッチユニット。