JP2008153009A - 押釦スイッチ装置および操作盤 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な光源による照光と薄型化とを両立できる押釦スイッチ装置の提供。
【解決手段】ＰＣＢ基板４と、導電性反転バネ６と固定接点７，８を有するスイッチ素子５と、ＰＣＢ基板４に設けられたＬＥＤベアチップ９と、光拡散剤が混入した光透過性樹脂からなりＰＣＢ基板４の面をコーティングしＬＥＤベアチップ９を封止する導光層１１とを備えている。導光層１１にＰＣＢ基板４を部分的に露出させる孔１３が設けられている。この孔１３の内壁とＰＣＢ基板４で囲まれた空間１４内にスイッチ素子５が設けられている。弾性変形可能なシート１５が導光層１１に積層され孔１３を塞いでいる。反転バネ６は伝達部２０とシート１５を介し操作部１８で押圧操作されるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話等の電気製品に設けられ、導電性反転バネの反転および復元によりオンおよびオフするスイッチ素子を備えた照光機能付き押釦スイッチ装置、および、この押釦スイッチ装置を複数備えた操作盤に関する。

押釦スイッチ装置には特許文献１で開示された従来技術がある。この従来技術は、基板と、反転および復元可能な導電性反転バネを有し、基板に設けられたスイッチ素子と、基板に近づく方向へ押圧操作される操作部を有し、押圧操作されて変位した操作部の変位量を反転バネに伝達することによって反転バネを反転させる操作手段を備えている。

反転バネの凸曲面側は、絶縁シートに粘着されている。この絶縁シートは、スペーサシートを介して基板に固定されている。これにより、反転バネが定位置に保持されている。

スペーサシートは基板に貼り付けられていて、絶縁シートはスペーサシートに貼り付けられている。これにより、絶縁シートの剥がれが防止されている。

前記従来技術は、さらに、基板に設けられたＬＥＤ等からなる発光部材と、この発光部材の光の導光を行う光拡散シートとを備えている。光拡散シートは、絶縁シートに積層されて貼り付けられている。
特開２００６−１２７７９９公報

ところで、押釦スイッチ装置に対しては、薄型化の要望がある。前述の従来技術では、基板、スペーサ、絶縁シート、光拡散シートが積層されている。この構成の押釦スイッチ装置を薄型化する場合、スペーサシート、絶縁シートおよび光拡散シートのそれぞれの厚さ寸法を短くすることが考えられるが、各シートの強度や機能を考慮すると効果的な薄型化は望めない。また、発光部材と光拡散シートの替わりにＥＬシートを採用すれば薄型化できるが、製造コストが増加するという問題が発生する。

本発明は、前述の実情を考慮してなされたものであり、その目的は、安価な光源による照光と薄型化とを両立できる押釦スイッチ装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために本発明は次のように構成されている。

〔１〕本発明の押釦スイッチ装置は、基板と、反転および復元可能な導電性反転バネを有し、前記基板に設けられたスイッチ素子と、前記基板に近づく方向へ押圧操作される操作部を有し、押圧操作されて変位した前記操作部の変位量を前記反転バネに伝達することによって前記反転バネを反転させる操作手段と、前記基板に設けられたＬＥＤベアチップと、このＬＥＤベアチップの光の導光を行う導光手段とを備えた押釦スイッチ装置であって、前記導光手段が、光拡散剤が混入した光透過性樹脂からなり前記基板の面をコーティングし前記ＬＥＤベアチップを封止する導光層を備え、この導光層には前記基板を部分的に露出させる孔が設けられ、この孔の内壁と前記基板とにより囲まれた空間内に前記スイッチ素子が設けられ、弾性変形可能なシートが前記導光層に積層されて前記孔を塞いだことを特徴とする。

このように構成された本発明の押釦スイッチ装置では、ＬＥＤベアチップの光の導光を行う機能（前述の従来技術の光拡散シートの機能）と、反転バネを定位置に保持するためのシートの剥がれを防止するスペーサとしての機能（前述の従来技術におけるスペーサシートとして機能）とを、導光層が兼ねている。すなわち、本発明の押釦スイッチ装置は、操作部と基板との間に積層されるシートの枚数が前述の従来技術よりも少なく、シートの枚数が少なくなった分だけ薄型化が可能な押釦スイッチ装置である。また、ＬＥＤベアチップは安価である。これらのことから、本発明の押釦スイッチによれば、安価な光源による照光と薄型化とを両立できる押釦スイッチを実現できる。

〔２〕本発明の押釦スイッチ装置は、「〔１〕」に記載の押釦スイッチ装置において、前記反転バネの凸曲面が光拡散性を有するものであってもよい。

このように構成された本発明の押釦スイッチ装置によれば、ＬＥＤベアチップから導光層を透過して孔の壁面から反転バネの凸曲面に放たれた光を、反転バネの凸曲面によって拡散して操作部側に導くことができる。

〔３〕本発明の押釦スイッチ装置は、「〔１〕」に記載の押釦スイッチ装置において、前記反転バネの凸曲面が鏡面性を有するものであってもよい。

このように構成された本発明の押釦スイッチ装置によれば、ＬＥＤベアチップから導光層を透過して孔の壁面から反転バネの凸曲面に放たれた光を、反転バネの凸曲面によって操作部側に導くことができる。

〔４〕本発明の押釦スイッチ装置は、「〔１〕」に記載の押釦スイッチ装置において、前記反転バネの頂部に前記シートを挟んで対向した前記操作部の部分および前記シートの部分のいずれか一方に設けられ、押圧操作されて変位した前記操作部の変位量を前記シート越しに前記反転バネの頂部に伝達する伝達部を、前記操作手段が有するものであってもよい。

このように構成された押釦スイッチ装置によれば、操作部から基板に延ばした垂線に対して、操作部に対する押圧操作の方向が傾いていたときでも、操作部の基板に近づく方向への変位量を伝達部によって確実に反転バネの頂部に伝達することができる。

〔５〕本発明の押釦スイッチ装置は、「〔１〕」に記載の押釦スイッチ装置において、発する光の色が互いに異なる複数のＬＥＤベアチップを備えたものでもよい。

このように構成された押釦スイッチ装置によれば、照光の色を変化させることが可能な押釦スイッチを実現できる。

〔６〕本発明の操作盤は、「〔１〕」に記載の押釦スイッチ装置を複数備えた操作盤であって、複数の前記押釦スイッチ装置のそれぞれの前記基板が一体に形成され、複数の前記押釦スイッチ装置のそれぞれの導光層が一体に形成されたことを特徴とする。

このように構成された本発明の操作盤によれば、安価な光源による照光と薄型化とを両立できる操作盤を実現できる。

本発明の押釦スイッチ装置によれば、前述したように安価な光源による照光と薄型化とを両立できる押釦スイッチ装置を実現でき、したがって、照光機能付き押釦スイッチ装置の薄型化に伴う製作コストの増加を抑えることができる。

本発明の操作盤によれば、前述したように安価な光源による照光と薄型化とを両立できる操作盤を実現でき、したがって、照光機能付き操作盤の薄型化に伴う製作コストの増加を抑えることができる。

＜押釦スイッチ装置＞
本発明の押釦スイッチ装置の一実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の押釦スイッチ装置の一実施形態を示す断面図である。

本発明の押釦スイッチ装置の一実施形態は、図１に示す押釦スイッチ装置１である。この押釦スイッチ装置１は、押釦スイッチ装置１の外郭を形成するケース２と、ＰＣＢ基板４と、このＰＣＢ基板４に設けられたスイッチ素子５と、このスイッチ素子５を操作する操作手段１６と、ＰＣＢ基板４に設けられたＬＥＤベアチップ９と、このＬＥＤベアチップ９の光の導光を行う導光手段１０とを備えている。

スイッチ素子５は、ＰＣＢ基板４に設けられた環状固定接点７（図３参照）と、この環状固定接点７の中央に位置するＰＣＢ基板４の部分に設けられた中央固定接点８（図３参照）と、この中央固定接点８を覆い、環状固定接点７に周縁部全体が接した反転および復元可能な導電性反転バネ６とを備えている。反転バネ６の頂部の凹曲面側は、反転バネ６の反転および復元に伴って中央固定接点８に対して接触および離反する可動接点である。

導光手段１０は、光拡散剤が混入した光透過性樹脂からなりＰＣＢ基板４の面をコーティングしＬＥＤベアチップ９を封止する導光層１１を備えている。この導光層１１にはＰＣＢ基板４を部分的に露出させる孔１３が設けられている。この孔１３の内壁とＰＣＢ基板４とにより囲まれた空間１４内には、スイッチ素子５が設けられている。導光層１１には、弾性変形可能で光透過性を有する合成樹脂製のシート１５が積層されて、孔１３を塞いでいる。

導光手段１０は、さらに、反転バネ６の凸曲面１２も含んでいる。この反転バネ６の凸曲面１２は、光拡散性を有している。この光拡散性は、例えば、反転バネ６の凸曲面１２上に光拡散剤により光拡散層を形成することによって実現されている。

操作手段１６は、ＰＣＢ基板４に近づく方向へ押圧操作される、光透過性を有する合成樹脂製の操作部１８を備え、押圧操作されて変位した操作部１８の変位量を反転バネ６に伝達することによって反転バネ６を反転させるものである。操作部１８は、ケース２に設けられた孔３にケース２の内側から挿入されてケース２の外側に突出している。この操作部１８は、ケース２の内部に設けられＰＣＢ基板４に近づく方向への弾性変形が可能で光透過性を有する合成樹脂製のシート部１９と一体に形成されて操作シート１７を構成している。つまり、操作部１８はシート部１９に支持されていることによって、ＰＣＢ基板４に対して近づく方向への変位と、変位した状態からの復帰とが可能になっている。

操作手段１６は、さらに、押圧操作されて変位した操作部１８の変位量をシート１５越しに反転バネ６の頂部に伝達する伝達部２０を備えている。この伝達部２０は、反転バネ６の頂部にシート１５を挟んで対向した操作部１８の部分およびシート１５の部分のいずれか一方、例えばシート１５の部分に設けられている。

このように構成された押釦スイッチ装置１は次のように動作する。

操作者が操作シート１７の操作部１８を、シート部１９の弾性力に抗してＰＣＢ基板４に近づく方向に押圧操作すると、操作部１８に与えられた押圧力が、伝達部２０とシート１５とを介して反転バネ６の頂部に伝達される。その押圧力がシート１５および反転バネ６が発揮する弾性力よりも大きい場合、反転バネ６が押圧操作されて反転する。これにより、反転バネ６が中央固定接点８に接触して、中央固定接点８と環状固定接点７が反転バネ６を介して導通する。つまり、押釦スイッチ装置１がオンする。

また、反転バネ６が反転したときの衝撃は、シート１５と伝達部２０とを介して操作部１８に伝達される。操作者は操作部１８から衝撃を伝達されることで節度感を感じる。

操作者が操作部１８に与えていた押圧力を除去すると、反転バネ６が復元する。これに伴い反転バネ６が中央固定接点８から離れ、押釦スイッチ装置１がオフする。反転バネ６が復元するときの衝撃も、シート１５と伝達部２０とを介して操作部１８に伝達される。操作者は操作部１８から衝撃を伝達されることで節度感を感じる。

ＬＥＤベアチップ９が光を発すると、それらの光は導光層１１を透過し、この導光層１１内で光拡散剤により拡散される。これにより、シート１５に対向した導光層１１の面からシート１５に向かって光が放たれ、また、導光層１１の孔１３の壁面から反転バネ６の凸曲面１２に向かって光が放たれる。

そして、シート１５に対向した導光層１１の面からシート１５に向かって放たれた光は、ケース２に部分的に設けられた透光部（図示しない）から外部に放たれる。また、導光層１１の孔１３の壁面から反転バネ６の凸曲面１２に向かって放たれた光は、反転バネ６の凸曲面１２によりに拡散されて操作部１８側に放たれ、操作部１８を透過して外部に放たれる。このようにしてケース２の透光部や操作部１８から放たれた光は、押釦スイッチ装置１の照光となる。

押釦スイッチ装置１によれば次の効果を得られる。

押釦スイッチ装置１では、ＬＥＤベアチップ９の光の導光を行う機能（前述の従来技術の光拡散シートの機能）と、反転バネ６を定位置に保持するためのシート１５の剥がれを防止するためのスペーサとしての機能（前述の従来技術におけるスペーサシートとして機能）とを、導光層１１が兼ねている。すなわち、押釦スイッチ装置１は、操作部１８とＰＣＢ基板４との間に積層されるシート１５の枚数が少なく、シートの枚数が少なくなった分だけ前述の従来技術よりも薄型化が可能な押釦スイッチ装置である。また、ＬＥＤベアチップは安価である。これらのことから、押釦スイッチ装置１によれば、安価な光源による照光と薄型化とを両立できる押釦スイッチ装置を実現できる。したがって、照光機能付き押釦スイッチ装置の薄型化に伴う製作コストの増加を抑えることができる。

押釦スイッチ装置１によれば、ＬＥＤベアチップ９から導光層１１を透過して孔１３の壁面から反転バネ６の凸曲面１２に放たれた光の導光を、反転バネ６の凸曲面１２により拡散して操作部１８側に導くことができる。

押釦スイッチ装置１によれば、操作部１８からＰＣＢ基板４に延ばした垂線に対して、操作部１８に対する押圧操作の方向が傾いていたときでも、操作部１８のＰＣＢ基板４に近づく方向への変位量を伝達部２０によって確実に反転バネ６に伝達することができる。

なお、押釦スイッチ装置１は、１個のＬＥＤベアチップ９を備えた例であるが、本発明の押釦スイッチ装置に備えられるＬＥＤベアチップの個数は１個に限定されるものではなく、複数であってもよい。

また、複数のＬＥＤベアチップを備えた押釦スイッチ装置において、複数のＬＥＤベアチップが互いに異なる色の光を発するようになっていてもよい。この構成により、照光の色を変化させることが可能な押釦スイッチ装置を実現できる。特に光の３原色のそれぞれの色の光を発する３種類のＬＥＤベアチップを１個所まとめて備えた構成にすることによって、すべての色の照光が可能な押釦スイッチ装置を実現できる。

また、押釦スイッチ装置１では、反転バネ６の凸曲面１２が光拡散性を有しているが、本発明の押釦スイッチ装置における反転バネの凸曲面はこれに制限されるものではなく、鏡面性を有していてもよい。この構成によっても、ＬＥＤベアチップ９から導光層１１を透過して孔１３の壁面から反転バネ６の凸曲面に放たれた光を、操作部１８側に導くことができる。

また、押釦スイッチ装置１は、基板としてＰＣＢ基板４を備えた例であるが、本発明の押釦スイッチにおける基板はＰＣＢ基板に限定されるものではなく、フレキシブル基板（ＦＰＣ）であってもよい。

＜操作盤＞
本発明の操作盤の一実施形態について図２，図３を用いて説明する。図２は本発明の操作盤の一実施形態の要部を示す断面図、図３は複数のＬＥＤベアチップと、複数の環状固定接点および複数の中央固定接点と、導光層とが設けられたＰＣＢ基板の平面図である。なお、図２の断面図の切断線の位置は、図３の切断線Ａ−Ａに対応している。図２，３に示したもののうち、図１に示したものと同等のものに対しては、図１に付した符号と同じ符号を付してある。

本発明の操作盤の一実施形態は、図２に示す操作盤３０である。この操作盤３０は、複数、例えば２５個の押釦スイッチ装置１が、図２，図３に示すように一体化されたものである。つまり、２５個の押釦スイッチ装置１のケース２が一体に形成されてケース３１を構成している。２５個の押釦スイッチ装置１のそれぞれのＰＣＢ基板４が一体に形成されてＰＣＢ基板３２を構成している。また、２５個の押釦スイッチ装置１のそれぞれの導光層１１が一体に形成されて導光層３３を構成している（図３における斜線はＰＣＢ基板３２全体が導光層３３でコーティングされていることを示している）。また、２５個の押釦スイッチ装置１が少なくとも１個、例えば８個のＬＥＤベアチップ９を共有している。また、２５個の押釦スイッチ装置１のシート１５が一体に形成されてシート３４を構成している。また、２５個の押釦スイッチ装置１の操作シート１７が一体に形成されて操作シート３５を構成している。

この操作盤３０によれば、安価な光源による照光と薄型化とを両立できる操作盤を実現できる。したがって、照光機能付き操作盤の薄型化に伴う製作コストの増加を抑えることができる。

本発明の押釦スイッチ装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明の操作盤の一実施形態の要部を示す断面図である。 複数のＬＥＤベアチップと、複数の環状固定接点および複数の中央固定接点と、導光層とが設けられたＰＣＢ基板の平面図である。

符号の説明

１ 押釦スイッチ装置
２ ケース
３ 孔
４ ＰＣＢ基板
５ スイッチ素子
６ 反転バネ
７ 環状固定接点
８ 中央固定接点
９ ＬＥＤベアチップ
１０ 導光手段
１１ 導光層
１２ 凸曲面
１３ 孔
１４ 空間
１５ シート
１６ 操作手段
１７ 操作シート
１８ 操作部
１９ シート部
２０ 伝達部
３０ 操作盤
３１ ケース
３２ ＰＣＢ基板
３３ 導光層
３４ シート
３５ 操作シート

Claims (6)

1. 基板と、
   反転および復元可能な導電性反転バネを有し、前記基板に設けられたスイッチ素子と、
   前記基板に近づく方向へ押圧操作される操作部を有し、押圧操作されて変位した前記操作部の変位量を前記反転バネに伝達することによって前記反転バネを反転させる操作手段と、
   前記基板に設けられたＬＥＤベアチップと、このＬＥＤベアチップの光の導光を行う導光手段とを備えた押釦スイッチ装置であって、
   前記導光手段が、光拡散剤が混入した光透過性樹脂からなり前記基板の面をコーティングし前記ＬＥＤベアチップを封止する導光層を備え、
   この導光層には前記基板を部分的に露出させる孔が設けられ、
   この孔の内壁と前記基板とにより囲まれた空間内には前記スイッチ素子が設けられ、
   弾性変形可能なシートが前記導光層に積層されて前記孔を塞いだことを特徴とする押釦スイッチ装置。
2. 請求項１記載の発明において、前記反転バネの凸曲面が光拡散性を有することを特徴とする押釦スイッチ装置。
3. 請求項１記載の発明において、前記反転バネの凸曲面が鏡面性を有することを特徴とする押釦スイッチ装置。
4. 請求項１記載の発明において、前記反転バネの頂部に前記シートを挟んで対向した前記操作部の部分および前記シートの部分のいずれか一方に設けられ、押圧操作されて変位した前記操作部の変位量を前記シート越しに前記反転バネの頂部に伝達する伝達部を、前記操作手段が有することを特徴とする押釦スイッチ装置。
5. 請求項１記載の発明において、発する光の色が互いに異なる複数のＬＥＤベアチップを備えたことを特徴とする押釦スイッチ装置。
6. 請求項１記載の押釦スイッチ装置を複数備えた操作盤であって、
   複数の前記押釦スイッチ装置のそれぞれの前記基板が一体に形成され、複数の前記押釦スイッチ装置のそれぞれの導光層が一体に形成されたことを特徴とする操作盤。

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