JP2009146806A - 押ボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 キートップを操作する際における適度なクリック感を損なうことなく、防湿性及び気密性に優れ、また、少ない部品構成によって前記キートップをムラなく照光するための照光機能を備えた押ボタンスイッチを提供することである。
【解決手段】 ベース体１１と、該ベース体１１上に配置されるスイッチ本体１２と、該スイッチ本体１２上に配置されるキートップ１４と、該キートップ１４の一部が突出するようにして前記スイッチ本体１２を収容するケース１５とを備えた押ボタンスイッチ１０であって、前記スイッチ本体１２とキートップ１４との間に、前記ケース１５の内周面に密着してキートップ１４を保持する弾性係合部材１３を配設した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、各種の電子機器の設定や入力操作を行うための押ボタンスイッチに関するものである。

従来の一般的な押ボタンスイッチは、特許文献１，２に示されるように、スイッチ基板上に配置されるスイッチ素子と、このスイッチ素子上に配置されるキートップと、このキートップを押圧可能に支持して前記スイッチ基板及びスイッチ素子を収容するケースとを備えて構成されている。

また、前記キートップを照光するため、前記スイッチ素子の周囲に発光素子（以下、ＬＥＤという）を配置するなどして構成した照光機能を有した押ボタンスイッチもある（特許文献３）。このようなＬＥＤを備えた押ボタンスイッチにあっては、前記キートップの一部あるいは全部を透光性の部材によって形成することで、入力操作に応じた発光効果を得ることができるようになっている。

上記構造による押ボタンスイッチは、携帯電話などの小型の携帯型情報機器に搭載する場合は、ケース内に湿気や埃が入り込まないような防湿性及び気密性が要求され、さらに、照光機能を持たせる場合は、キートップにおける発光にムラや輝度の低下が生じないように、前記ＬＥＤの数や配置などを十分考慮して形成される。
特開平０２−２３０６２０号公報 特開平０７−２８２６７７号公報 特開平０８−１６１９６０号公報

しかしながら、上記構造の押ボタンスイッチにあっては、スイッチ素子を収容するケースからキートップが露出するような構造となっているため、キートップが露出する部分に僅かな隙間が生じ、防湿性が十分でない場合がある。このような隙間を完全になくすには、キートップとケースとの密着性を高めることが必要であるが、密着性を高めるにしたがって、キートップを押したときのクリック感が重くなるなどの操作性が損なわれるおそれがある。また、前記キートップとケースとの間に防湿性を備えた部材を配設するとなると、部品点数が増加するのに伴って製造コストが高くなるといった問題がある。

また、照光機能を持たせる場合においては、スイッチの周囲にＬＥＤを配置しただけの構成では、ＬＥＤから発せられる光がキートップに至る間に減衰するため、十分な明るさを確保するのが困難となっている。特許文献３では、キートップの一部に導光体を埋め込んで構成されているが、基板上に載置されているＬＥＤからの光を直接導光させているに過ぎず、発光パターンが限られたものとなるなどの装飾性にも乏しいものとなっている。

そこで、本発明の目的は、キートップを操作する際における適度なクリック感を損なうことなく、防湿性及び気密性に優れ、また、少ない部品構成によって前記キートップをムラなく照光するための照光機能を備えた押ボタン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、本発明の押ボタンスイッチは、ベース体と、該ベース体上に配置されるスイッチ本体と、該スイッチ本体上に配置されるキートップと、該キートップの一部が突出するようにして前記スイッチ本体を収容するケースとを備えた押ボタンスイッチであって、前記スイッチ本体とキートップとの間に、前記ケースの内周面に密着してキートップを保持する弾性係合部材を配設したことを特徴とする。

本発明に係る押ボタンスイッチによれば、スイッチ本体とキートップとの間に、キートップが保持される弾性係合部材をケースの内周面に密着して配設したことによって、キートップが露出する部分における隙間がなくなり、湿気や埃の浸入を防ぐことができる。また、キートップに掛かる押圧力が弾性係合部材によって適度に吸収及び反発するため、スイッチ本体におけるクリック操作を軽快且つ確実に行うことができる。

また、前記弾性係合部材が導光性を有する部材によって構成することで、ＬＥＤから発せられる光を有効にキートップに向けて導光させることができる。

さらに、前記弾性係合部材と連続するような導光領域をキートップにかけて形成することができるので、様々なパターンによる発光効果を得ることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る押ボタンスイッチの実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本発明の押ボタンスイッチ１０は、ベース体１１上に構成されるスイッチ本体を収容するケース１５と、このケース１５に開設されている孔部２９から突出するキートップ１４とを備えて構成されている。この押ボタンスイッチ１０は、図２及び図３に示すように、ベース体１１と、このベース体１１の上に配置されるスイッチ本体１２と、このスイッチ本体１２の上に弾性係合部材１３を介して配置されるキートップ１４とで構成され、ケース１５に前記スイッチ本体１２、弾性係合部材１３、キートップ１４が前記ベース体１１とともに収容されている。

前記スイッチ本体１２は、図３に示したように、電極端子及び電極パターンが形成された基板１６と、この基板１６の略中央部に実装配置されるプッシュ式のスイッチ素子１７と、このスイッチ素子１７の周囲に実装配置されるＬＥＤ１８とで構成されている。前記基板１６は、ガラス又はエポキシ樹脂で形成され、表面に前記スイッチ素子１７やＬＥＤ１８を実装するための配線パターンや端子電極が印刷形成されている。また、前記端子電極には、外部からの電気信号を前記スイッチ素子１７やＬＥＤ１８に繋げるためのリード端子１９が接続される。

前記ＬＥＤ１８は、アノード電極及びカソード電極からなる一対の素子電極を有する四角形状のチップであり、電圧を印加することによって、例えば、青色や赤色等の発光色で発光する。前記素子電極は、前記基板１６上にパターニングされた電極パターン上にそれぞれダイボンド及びワイヤボンドによってハンダ実装される。前記スイッチ素子１７は、下部に固定接点、上部に可動接点とを備え、可動接点の押圧動作、解除動作に応じてＯＮ／ＯＦＦが切り替わるようになっている。

図２及び図３に示したように、前記キートップ１４は、キープレート２１とこのキープレート２１が組み込み固定されるキーフレーム２２とで構成されている。前記キープレート２１は、押ボタンスイッチ１０に割り当てられている入力機能を示す記号や文字等の表示が記され、下端部にはキーフレーム２２に固定するための係合突起２３が設けられる。キーフレーム２２には、前記係合突起２３を嵌め込み固定するための係合孔２４とスイッチ素子１７の上端部に対向する押圧突起２６が設けられている。このキーフレーム２２は、前記ＬＥＤ１８から発せられる光によって発光させるため、アクリル樹脂などの透光性や導光性を備えた透明又は半透明の部材によって形成される。

前記弾性係合部材１３は、前記押圧突起２６及び係合突起２３によって前記キーフレーム２２を支持する台座部２７と、この台座部２７の外周から張り出すように延びる外縁部２８とで一体に形成されている。前記台座部２７は、ケース１５に設けられている孔部２９を塞ぐように密着して配置され、前記外縁部２８は、前記孔部２９を除いたケース１５の内側上面部の角部（係合部）３０に密着するように配置されている。この弾性係合部材１３は、防湿性及び可撓性を有するゴムやシリコーンなどのエラストマー樹脂によって形成され、前記キープレート２１の押圧操作に応じて前記スイッチ本体１２側に弾力を有して撓み変形するようになっている。

前記ケース１５は、スイッチ本体１２が収容される内部スペースと、弾性係合部材１３に固定されたキートップ１４を突出させるための孔部２９とを有して形成されている。また、このケース１５の下部側の固定は、前記スイッチ本体１２が載置されるベース体１１によって行われる。このベース体１１は、図２及び図３に示したように、スイッチベース３１とスイッチフレーム３２とによって構成される。前記スイッチフレーム３２は、スイッチ本体１２を構成している基板１６及びこの基板１６上に配置されているスイッチ素子１７やＬＥＤ１８の設置スペースの外周に沿うとともに、外周側面がケース１５の内周側面に密着し、さらに、上面側が弾性係合部材１３の外縁部２８を係合部３０で挟み込むようにして配設される。なお、ベース体１１の固定は、スイッチベース３１の側面の数箇所に設けられた係合爪３３をケース１５の側面に設けられた係合孔３４に嵌め合わせることによって行われる。

前記ベース体１１をケース１５の下面側から挿入するように嵌め込むことで、弾性係合部材１３の外縁部２８がスイッチフレーム３２の上面部とケース１５の係合部３０に圧接する。これによって、前記ケース１５の孔部２９と、この孔部２９から突出するキートップ１４との隙間が埋まり、外部の湿気や細かい埃などがケース１５内に収容されているスイッチ本体１２に浸入するのを効果的に防止することができる。また、前記スイッチベース３１が固定されているケース１５の下面側を防水性の接着剤又はテープなどで封止することによって、前記スイッチ本体１２を完全に密封することができる。

図４（ａ）（ｂ）は、前記押ボタンスイッチ１０におけるスイッチング作用を示したものである。（ａ）はスイッチがＯＦＦの状態を断面で示したものである。この状態は、キートップ１４の押圧操作が行われないため、弾性係合部材１３の下面がスイッチ素子１７の上端に軽く接し、水平状態を維持している。一方、（ｂ）はスイッチがＯＮの状態を断面で示したものである。キートップ１４の押圧操作が行われることによって、キートップ１４の押圧突起２６がスイッチ素子１７の上端に向けて押し下げられるため、弾性係合部材１３の下面が撓み変形し、スイッチ素子１７の上端が押し下げられる。この（ｂ）の状態からキートップ１４の押圧操作を解除すると、弾性係合部材１３が（ａ）に示したように押圧操作が行われていない状態に戻り、スイッチ素子１７がＯＦＦとなる。

上記（ａ），（ｂ）のいずれのスイッチ動作にあっても、弾性係合部材１３の台座部２７の側面及び外縁部２８がケース１５の孔部２９から係合部３０にかけて密着した状態を保持しているため、スイッチ本体１２が収容されているケース１５の内部の気密状態を良好に保つことが可能となる。

次に、本発明の押ボタンスイッチ１０に備わる照光機能について説明する。前記押ボタンスイッチ１０は、図５（ａ）に示すように、スイッチ本体１２にＬＥＤ１８を備えており、このＬＥＤ１８から発せられる光をキートップ１４に向けて導光させるような構造となっている。前記ＬＥＤ１８で発せられる光をキートップ１４に向けて導光させるために、前記弾性係合部材１３及びキートップ１４の一部あるいは全部が導光性を有した部材によって構成される。前記弾性係合部材１３においては、特に台座部２７が弾性とともに透光性を有するゴムやシリコーンなどのエラストマー樹脂で構成される。また、前記キートップ１４にあっては、キーフレーム２２が透光性を有するアクリル樹脂材を用いて構成される。

図５（ａ）に示したように、前記ＬＥＤ１８から発せられる光（矢印で示す）は、最初に台座部２７の下面側から入射し、弾性係合部材１３内を通過して上面側に接するキートップ１４に抜ける。本実施形態のキートップ１４では、前記台座部２７を介してキーフレーム２２の下面側に導光するため、図５（ｂ）に示すように、キープレート２１の外周に沿ってリング状に発光させることができる。

図６（ａ）は、弾性係合部材１３の上に配置されるキートップ１４全体が導光部材で形成されている場合の例を示したものである。この実施形態の押ボタンスイッチ５０は、ＬＥＤ１８から発せられた光（矢印で示す）が導光性を有する弾性係合部材１３の台座部２７を通過してそのままキートップ１４全体を照射するようになっている。この実施形態のキートップ１４は、前記キープレート２１に相当するものがなく、全体が前記キーフレーム２２と同じ導光部材で形成されているため、図６（ｂ）に示すように、キートップ１４全体を均一に発光させることができる。

図７（ａ）は、キートップ１４の輪郭部分と中央部分が導光領域に設定されたキーフレーム２２と、前記導光領域を除いた部分に嵌め込まれるキープレート２１とで形成されたものである。この実施形態の押ボタンスイッチ６０は、ＬＥＤ１８から発せられた光（矢印で示す）が導光性を有する弾性係合部材１３の台座部２７を通過して、輪郭部分と中央部に照射するようになっている。この実施形態のキートップ１４によれば、図７（ｂ）に示すように、キートップ１４の中央部分と外周部分を際立たせるような発光効果を得ることができる。

図８は、ＬＥＤ１８から発せられる光の反射作用を利用した反射照光式の押ボタンスイッチ７０の実施形態を示したものである。この実施形態の押ボタンスイッチ７０は、前記第１実施形態の押ボタンスイッチ１０に備わるスイッチフレーム３２の上面に反射板４１を一部に有した透光プレート４２が配設されている。前記反射板４１は、各ＬＥＤ１８の発光面と対向する位置に設けられ、光反射効果のある白色塗装あるいは鏡面加工が施されている。また、前記ＬＥＤ１８が実装されている基板１６の表面及びスイッチフレーム３２の内周面を前記反射板４１と同様に白色塗装あるいは鏡面加工を施すことによって、ＬＥＤ１８から発せられる光を有効にキートップ１４に向けて導かせることが可能となる。

上記反射照光式の押ボタンスイッチ７０においては、ＬＥＤ１８から発せられる光が弾性係合部材１３を介して直接キートップ１４を照射するのではなく、基板１６やスイッチフレーム３２の表面での反射を利用して間接的にキートップ１４を照光することができる。このため、前記キートップ１４の一部がまぶしすぎることなく、比較的柔らかな発光効果を得ることができる。なお、前記弾性係合部材１３の構造及びその防湿性に関する作用効果は、同一であるので説明は省略する。

以上説明したように、本発明の押ボタンスイッチによれば、キートップがスイッチ本体の上に弾性係合部材を介してケースに組み込み形成されているので、軽快且つ確実なクリック感を得ることができるとともに、防湿性、防塵性に対しても十分な効果が得られる。また、弾性係合部材が導光性を有する部材によって形成することで、最小限の部品構成でキートップを効果的に照光することができる。

本発明に係る押ボタンスイッチの外観を示す斜視図である。 上記押ボタンスイッチの断面図である。 上記押ボタンスイッチの組立斜視図である。 上記押ボタンスイッチのＯＮ／ＯＦＦ時における断面図である。 第２実施形態の押ボタンスイッチを示す断面図及び平面図である。 第３実施形態の押ボタンスイッチを示す断面図及び平面図である。 第４実施形態の押ボタンスイッチを示す断面図及び平面図である。 反射発光型の押ボタンスイッチの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０，５０，６０，７０ 押ボタンスイッチ
１１ ベース体
１２ スイッチ本体
１３ 弾性係合部材
１４ キートップ
１５ ケース
１６ 基板
１７ スイッチ素子
１８ ＬＥＤ（発光素子）
１９ リード端子
２１ キープレート
２２ キーフレーム
２３ 係合突起
２４ 係合孔
２６ 押圧突起
２７ 台座部
２８ 外縁部
２９ 孔部
３０ 係合部
３１ スイッチベース
３２ スイッチフレーム
３３ 係合爪
３４ 係合孔
４１ 反射板
４２ 透光プレート

Claims (9)

1. ベース体と、該ベース体上に配置されるスイッチ本体と、該スイッチ本体上に配置されるキートップと、該キートップの一部が突出するようにして前記スイッチ本体を収容するケースとを備えた押ボタンスイッチであって、
   前記スイッチ本体とキートップとの間に、前記ケースの内周面に密着してキートップを保持する弾性係合部材を配設したことを特徴とする押ボタンスイッチ。
2. 前記弾性係合部材は、前記キートップを保持する台座部と、この台座部の外周に設けられて前記ケースの内周面に沿って密着する外縁部とを備える請求項１記載の押ボタンスイッチ。
3. 前記外縁部は、防湿性を備えた樹脂材によって形成される請求項２記載の押ボタンスイッチ。
4. 前記ベース体は、前記スイッチ本体が載置されるスイッチベースと、このスイッチベースの上に設けられ、前記スイッチ本体の外周を囲うスイッチフレームとで構成されている請求項１記載の押ボタンスイッチ。
5. 前記ケースには、前記弾性係合部材の外縁部が密着する溝状の係合部が設けられる請求項１又は２記載の押ボタンスイッチ。
6. 前記外縁部は、前記ベース体をケースに組み込むことによって、前記係合部に圧接して密着させる請求項５記載の押ボタンスイッチ。
7. 前記スイッチ本体は、基板と、この基板上に配置されるスイッチ素子と、このスイッチ素子の周囲に配置される発光素子とを備える請求項１記載の押ボタンスイッチ。
8. 前記キートップは、キープレートと、このキープレートを保持して前記弾性係合部材の上に載置される導光性を有するキーフレームとで構成される請求項１記載の押ボタンスイッチ。
9. 前記発光素子と対向する位置に反射板を備え、この反射板によって反射した発光素子からの光を前記弾性係合部材からキートップに導光する請求項７又は８記載の押ボタンスイッチ。

Images