JP2015230858A - 照光スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面側に光源を組み込めるようにすると共に可動接片の光照射用の孔の耐久性を確保する。【解決手段】照光スイッチ１であって、表面の中心位置の近くに固定接点３を有し、中心位置から離れた表面の位置に接触片４を有する基板２と、基板２の表面の中心位置に取り付けられている光源５と、中心位置の照射孔８の周囲を凸面側に突出させて形成される突起部７を有し、基板２の表面に凹面で対向し、外縁部９で接触片４に常時接触しているクリックアクション機能付きドーム型の可動接片６と、可動接片６の凸面に接し可動接片６を基板２の表面に固定する固定シート１０と、突起部７の表面に間接または直接的に接する光透過性材料製のキーパッド１１とからなる。【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話、電子機器のキーボードなどの入力操作部のスイッチであって、特に、スイッチの中心位置に光源を配置してなる照光スイッチに関する。

特許文献１は、照光付きスイッチ装置において、可動接点の中心位置に光源を配置することを開示している。特許文献１の技術において、可動接点は、プリント基板の表面に組み込まれており、これに対して光源は、プリント基板の裏面側に取り付けられている。このため、光源の光は、プリント基板の裏面側からプリント基板の貫通孔を通り、プリント基板の表面側に向かい、プリント基板の表面に配置されているドーム型可動接点の光照射用の孔を通過して、保持シートなどの操作部に到達する。

特許文献１の照光付きスイッチ装置によると、プリント基板に貫通孔の孔加工が不可欠であり、製作工数が増加すること、また可動接点の球面中央に中心孔が形成されているため、可動接点の反転変形の疲労によって、中心孔の開口縁に割れが入りやすく、必要な耐久性が確保できないこと、などの欠点がある。

特開２００２−２６０４７９号公報

本発明の解決課題は、基板の表面側に光源を組み込めるようにすると共に、可動接片の光照射用の孔すなわち照射孔の耐久性を確保することである。

上記の課題のもとに、本発明は、表面の中心位置の近くに固定接点（３）を有し、中心位置から離れた表面の位置に接触片（４）を有する基板（２）と、基板（２）の表面の中心位置に取り付けられている光源（５）と、中心位置の照射孔（８）の周囲を凸面側に突出させて形成される突起部（７）を有し、基板（２）の表面に凹面で対向し、外縁部（９）で接触片（４）に常時接触しているクリックアクション機能付きドーム型の可動接片（６）と、可動接片（６）の凸面に接し、可動接片（６）を基板（２）の表面に固定する固定シート（１０）と、突起部（７）の表面に間接または直接的に接する光透過性材料製のキーパッド（１１）とからなる照光スイッチ（１）であって、キーパッド（１１）の押圧操作によって、突起部（７）に可動接片（６）の反転方向の操作力を作用させ、可動接片（６）を反転させて、可動接片（６）を固定接点（３）に接触させ、固定接点（３）と接触片（４）との間を電気的に閉じると共に、光源（５）の点灯時に、光源（５）の光を照射孔（８）を経てキーパッド（１１）に照射している（請求項１）。

そして本発明は、前記照光スイッチ（１）において、可動接片（６）の中心位置に照射孔（８）を形成し、照射孔（８）の周囲をプレス加工によって頂部で平坦な突起部（７）を形成させている（請求項２）。

また本発明は、前記照光スイッチ（１）において、固定シート（１０）を光透過性材料とする（請求項３）か、または固定シート（１０）を光非透過性材料とし、突起部（７）に対応する部分を貫通孔（１２）としている（請求項４）。

さらに、本発明は、前記照光スイッチ（１）において、突起部（７）の突出高さを可動接片（６）のストローク以上としている（請求項５）。

本発明に係る照光スイッチ（１）によると、光源（５）が基板（２）の表面側の中心位置に取り付けられているため、基板（２）に孔加工が不要となり、基板（２）の製作が簡単になること、突起部（７）が基板（２）の表面側に空間を形成するため、基板（２）の表面に対する光源（５）の組み込み空間が確保でき、光源（５）の組み込みが容易に行えること、突起部（７）に照射孔（８）があるため、光源（５）の光が照射孔（８）を経てキーパッド（１１）に短い距離で効率良く照射できること、また突起部（７）が可動接片（６）の中央部にバーリング加工によって一体的に形成できるため、突起部（７）の剛性が高められ、かつ突起部（７）の剛性が強化されるため、可動接片（６）の反転変形が照射孔（８）に及ばず、照射孔（８）に割れが入りにくくなること、さらに、突起部（７）にキーパッド（１１）が当たる時に、スイッチングの操作力が可動接片（６）の中心からずれていても、剛性の高い突起部（７）の全体に作用するため、可動接片（６）について所望のストロークが得られ、操作時のクリック感が損なわれず、照光スイッチ（１）のオン・オフ動作も確実となること、などの特有の効果が得られる（請求項１）。

前記の照光スイッチ（１）において、突起部（７）の頂部が平坦面として加工されていると、可動接片（６）の反転時に、可動接片（６）の反転変形が突起部（７）の立ち上げ部分の内側環状稜線および突起部（７）の平坦面外周の環状稜線で遮断され、照射孔（８）の周囲の位置に及ばないため、照射孔（８）の周囲の割れが未然に防止でき、照射孔（８）の耐久性が高められる（請求項２）。

前記の照光スイッチ（１）において、固定シート（１０）が光透過性材料とすれば、固定シート（１０）に対する孔加工が不要となり、光源（５）の光が照射孔（８）から固定シート（１０）を透過して、キーパッド（１１）に照射でき（請求項３）、また固定シート（１０）が光非透過性材料であれば、突起部（７）が固定シート（１０）の貫通孔（１２）から直接にキーパッド（１１）に接するため、スイッチングの操作性や光の透過が共に良くなる（請求項４）。

前記の照光スイッチ（１）において、突起部（７）の突出高さが可動接片（６）のストローク以上となっていると、スイッチングの操作力が可動接片（６）の中心からずれていても、必ず高剛性の突起部（７）に作用するため、可動接片（６）のストロークが確保でき、操作時に良好なクリック感が損なわれない（請求項５）。

本発明の照光スイッチのオフ状態の断面図である。 本発明の照光スイッチのオン状態の断面図である。 本発明の照光スイッチの中心部分の拡大断面図である。 本発明の照光スイッチの円形の可動接片の説明であって、（１）は平面図であり、（２）は（１）の中心線に対し４５度方向の切断線での半断面の側面図である。 本発明の照光スイッチのトラック状の可動接片の説明であり、（１）は平面図であり、（２）は（１）の中心線に対して４５度方向の切断線での半断面の側面図である。 本発明の照光スイッチの小判状の可動接片の説明であり、（１）は平面図であり、（２）は（１）の中心線に対し４５度方向の切断線での半断面の側面図である。

図１ないし図４は、本発明に係る照光スイッチ１を示している。照光スイッチ１は、基板２、光源５、可動接片６、固定シート１０およびキーパッド１１によって構成されている。

基板２は、プリント基板などの絶縁体スイッチ基板であり、表面の中心位置の近くに環状または不連続な円弧状の固定接点３を有し、中心位置から離れた表面の位置に環状または不連続な円弧状の接触片４を対向状態として有する。また、光源５は、例えばＬＥＤであり、基板２の表面の中心位置で、環状または不連続な円弧状の固定接点３の中心位置に基板２の表面を発光面として取り付けられている。図示の例によると、光源５の取り付け状態で光源５の発光面は、基板２の表面と同じ面となっているが、後述するように、突起部７の内側に組み込み空間が形成されているから、光源５は、突起部７の組み込み空間の範囲内で、基板２の表面から突出する状態として取り付けることもできる。

図４のように、可動接片６は、引っ張り強度４１０ＭＰａ以上で、板圧０．０２０ないし０．１００ｍｍ程度、直径３ないし６ｍｍ程度の円形の弾性金属板、例えば銀またはニッケルメッキのステンレスの圧延鋼板などによって、クリックアクション機能付きのドーム型として成形される。円形の可動接片６は、ドーム型金属板の頂部で凸面側に突出する突起部７、突起部７の中心位置に照射孔８を有しており、基板２の表面に可動接片６の凹面で対向する状態として基板２に組み込まれている。

図４の可動接片６において、同心円の２点鎖線は、屈曲線１３であり、可動接片６の反転変形は、屈曲線１３を境として中心側の部分で行われ、屈曲線１３の外側部分すなわち外縁部９は、反転しない部分であり、常に接触片４に接している。なお、必要に応じて、可動接片６の凹面に、突起部７の周囲の４方向位置で突起状の接点１４がエンボス加工により形成される。

可動接片６の製作時において、弾性金属板に例えば円形の照射孔８となる孔加工が予め施される。その後にプレス機は、一種のバーリング加工によって、照射孔８の周囲を凸面側に円形に突出させる。これによって、突起部７がμ単位の位置精度で形成される。一般に、突起部７の形成は、弾性金属板をドーム型として成形するときのプレス加工と同時に行われ、突起部７の突出高さは、好ましくは可動接片６のストローク以上として形成される。

好ましい形態として、照射孔８は、突起部７の頂部の平坦面の中心位置にあり、照射孔８の大きさは、突起部７の外径よりも小さく、突起部７の上面に少なくとも環状の平坦面を残した状態として形成される。突起部７の突出高さが比較的高いときに、プレス機による照射孔８の周囲のバーリング加工の際に、フランジ加工と同様に、突起部７の立ち上がり面や平坦面にしわが形成され易くなるが、突起部７となる平坦面に予め照射孔８が形成されており、照射孔８の周囲部分がプレス加工時のしわを吸収することから、照射孔８の存在は、プレス加工のときに精度の良い突起部７の形成を可能とする。このようにして、突起部７が可動接片６の中央部にバーリング加工によって一体的に形成されることによって、突起部７の剛性が高まり、突起部７および照射孔８が強化される。

図５および図６は、可動接片６の外形形状を例示している。可動接片６の外形形状は、照光スイッチ１の用途や、組み込み空間の広さに応じて、既述の図４のような円形のほかに、図５に例示するような陸上競技のトラック状、あるいは図６に例示するような小判状として製作される。

そして、固定シート１０は、例えば数１０μｍ程度の薄い透明なＰＥＴフィルムなどの光透過性材料のシートより構成されており、図１および図２に示すように、可動接片６の凸面に接し、固定シート１０の粘着面または固定面に対する接着剤の塗布によって、基板２の表面の全面または一部の面に接着され、可動接片６を基板２の表面に固定する。

固定シート１０が半透明な材料のシートまたは光非透過性材料のシートによって構成されているとき、図３に示すように、突起部７に対応する部分に貫通孔１２が設けられるため、突起部７は、貫通孔１２から突出し、キーパッド１１の対応面に直接に接触することになる。また、キーパッド１１は、通常、光透過性材料により製作され、突起部７に対応する位置で円錐台形の操作部１５を一体的に形成している。

図１に示すように、照光スイッチ１の組み立て時に、可動接片６は、基板２の表面に置かれ、外縁部９を接触片４に接触させた状態で、可動接片６の凹面を基板２の表面に対向する状態として、固定シート１０により基板２の表面に固定される。またキーパッド１１は、突起部７の位置で固定シート１０に接する状態として配置される。組み立て状態の照光スイッチ１において、可動接片６は、固定接点３から離れている。このため、固定接点３と接触片４との間は、電気的に非導通状態であり、オフの状態である。

図２のように、操作者がキーパッド１１の操作部１５の押圧操作によって、突起部７にスイッチングの操作力を作用させると、可動接片６は、偏平な状態に弾性変形し、弾性変形の途中に、クリックアクション機能によって急激に曲面を反転させ、接点１４を固定接点３に接触させて、固定接点３と接触片４との間を電気的に導通状態とし、オンの状態とする。このオンの状態で、操作部１５に操作力が作用しなくなると、可動接片６は、弾性力によってもとの状態に復帰するため、固定接点３と接触片４との間を離して、電気的にオフの状態となる。なお、可動接片６に接点１４が形成されていないときに、可動接片６は、突起部７の内側の立ち上がり部分、すなわち突起部７の環状の稜線部分を固定接点３に接触させることになる。

突起部７の頂部が平坦面として加工されているとき、可動接片６の反転変形が突起部７の立ち上げ部分の内側環状稜線および突起部７の平坦面外周の環状稜線で遮断され、照射孔８の位置までに及ばないため、照射孔８の周囲の割れが未然に防止でき、照射孔８の耐久性が高められる。

通常、スイッチングの操作力が可動接片６の中心からずれていると、可動接片６の中心位置から外れた位置に操作力が作用し、可動接片６のストロークが短くなるため、可動接片６の反転に必要な力（荷重）は、もともと必要な力よりも大きくなり、それにともないクリック感は低下する。これに対して、本発明の可動接片６によると、可動接片６の中心位置から外れた位置に力が作用したとしても、その力は、必ず高く突出している突起部７に作用する。このため、可動接片６のストロークが確保でき、操作時に良好なクリック感が損なわれず、オン・オフ動作も確実となる。

一方、光源５は、照光スイッチ１の組み込み対象の機器の電源投入時に、または固定接点３と接触片４との間のオンまたはオフに連動して、点灯し、光を照射する。このとき、光源５からの光は、図２のように、突起部７の照射孔８を経て固定シート１０を透過するか、または図３のように、突起部７の照射孔８を経て直接にキーパッド１１を照射し、キーパッド１１の操作部１５を発光状態とする。このように、光源５は、基板２の表面に位置し、基板２と可動接片６との間にあって、照射孔８からキーパッド１１を照射し、操作者に対し操作し易い状態とする。

このような構成の照光スイッチ１によると、光源５が基板２の表面側の中心位置に取り付けられているため、基板２に貫通孔の孔加工が不要となって、基板２の製作が簡単になる。また、突起部７が基板２の表面側に空間を形成するため、基板２の表面に光源５の組み込み空間が確保でき、光源５の組み込みが容易に行える。さらに、突起部７に照射孔８があるため、光源５の光が照射孔８を経てキーパッド１１に短い距離で効率良く照射できる。

本発明に係る照光スイッチ１は、単体のスイッチとして、あるいは多数配列のスイッチとして各種の電子機器の入力操作部の部品として用いられる。

１ 照光スイッチ
２ 基板
３ 固定接点
４ 接触片
５ 光源
６ 可動接片
７ 突起部
８ 照射孔
９ 外縁部
１０ 固定シート
１１ キーパッド
１２ 貫通孔
１３ 屈曲線
１４ 接点
１５ 操作部

Claims (5)

1. 表面の中心位置の近くに固定接点（３）を有し、中心位置から離れた表面の位置に接触片（４）を有する基板（２）と、基板（２）の表面の中心位置に取り付けられている光源（５）と、中心位置の照射孔（８）の周囲を凸面側に突出させて形成される突起部（７）を有し、基板（２）の表面に凹面で対向し、外縁部（９）で接触片（４）に常時接触しているクリックアクション機能付きドーム型の可動接片（６）と、可動接片（６）の凸面に接し、可動接片（６）を基板（２）の表面に固定する固定シート（１０）と、突起部（７）の表面に間接または直接的に接する光透過性材料製のキーパッド（１１）とからなり、キーパッド（１１）の押圧操作によって、突起部（７）に可動接片（６）の反転方向の操作力を作用させ、可動接片（６）を反転させて、可動接片（６）を固定接点（３）に接触させ、固定接点（３）と接触片（４）との間を電気的に閉じると共に、光源（５）の点灯時に、光源（５）の光を照射孔（８）を経てキーパッド（１１）に照射する、ことを特徴とする照光スイッチ（１）。
2. 可動接片（６）の中心位置に照射孔（８）を形成し、照射孔（８）の周囲をプレス加工によって頂部で平坦な突起部（７）を形成する、ことを特徴とする請求項１記載の照光スイッチ（１）。
3. 固定シート（１０）を光透過性材料とする、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の照光スイッチ（１）。
4. 固定シート（１０）を光非透過性材料とし、突起部（７）に対応する部分を貫通孔（１２）とする、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の照光スイッチ（１）。
5. 突起（７）の突出高さを可動接片（６）のストローク以上とする、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の照光スイッチ（１）。

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