JP4676397B2

JP4676397B2 - スイッチ装置

Info

Publication number: JP4676397B2
Application number: JP2006203203A
Authority: JP
Inventors: 均至村木; 賢次田中
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: JP2008034121A

Description

本発明は、照明機能を有するスイッチ装置に関する。

従来より、例えばハンドルスイッチやパワーウインドウレギュレータスイッチの車両用のスイッチ装置には照明機能が設けられている。スイッチ装置に照明機能を設けることにより、夜間時にスイッチ操作部を容易に特定することが可能となる。

照明機能を有するスイッチ装置の照明構造は、例えば特許文献１に示すように、発光ダイオードなどの光源と、透光性を有する材料から形成されているライトガイドと、照明が行われる被照明部（透光標示部）とから構成されている。この構成において、光源から発せられた光はゴム接点シート（カバーの隆起部）を貫通して光源の上方に設けられたライトガイドに入射し、ライトガイドの所定の射出部（張出部）から射出する。その結果、射出した光は各被照明部を下方から照明し、スイッチ装置の照明が行われる。

このようなライトガイドを用いた照明構造において、光源から発せられる光を出来るだけ損失なく被照明部に導くために、光が入射する部分と射出部を除くライトガイドの外周面にプリズム加工を施す場合がある。プリズムは空気との屈折率のみで光を反射させることができるため、ライトガイドのプリズム加工を施した面に達した光は、ライトガイド内に反射され、ライトガイドの外周面からの光の漏れを少なくすることができる。

また、先行技術としては特許文献２に示すものもある。この文献は液晶表示の照明に用いられる照明構造について説明している。特許文献２の液晶表示の照明構造は、光源と、ライトガイド（導光板）と、反射部材と、被照明部（透過型液晶パネルユニット）などから構成されている。このライトガイドの底面にはプリズム加工が施されており、これにより、光源から照射される光の照射範囲を広くし、ライトガイド内の明暗の発生を防止している。一方、反射部材はライトガイドの外周面の外側に配置され、ライトガイドの外周面から漏れた光をライトガイド内に戻し、光源から発せられる光を出来るだけ損失なく被照明部に導いている。
特開２００３−２４２８６３号公報特開２００４−１９３０５１号公報

光源から発せられる光を出来るだけ損失なく被照明部に導くために、ライトガイドの外周面にプリズム加工を施したり、或いはライトガイドの外周面の外側に反射機能を有する部材を設けたりしている。しかしながら、ライトガイドの外周面にプリズム加工を施そうとすると、設計が複雑となる。また、反射部材をライトガイドの外周面の外側に設ける場合には、反射部材を別途必要とし、その分、部品点数が増えてしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストアップを極力抑え、且つ光源から発せられる光を、出来るだけ損失なく被照明部に導くことができるスイッチ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のスイッチ装置は、一面に固定接点を有する基板と、この基板の前記一面上に設けられた光源と、弾性及び透光性を有する材料により形成されて前記基板の一面を覆うように設けられ、前記固定接点と対応する部位に弾性変形可能な接点設置部を有すると共に、この接点設置部の前記固定接点側の面に前記固定接点に対して接離する可動接点を有するゴム接点シートと、被照明部を有して前記接点設置部の前記可動接点とは反対側に配置され、押圧操作されることに伴い前記接点設置部を介して前記可動接点を前記固定接点に接触させるスイッチ操作部と、前記ゴム接点シートに設けられた凹状のライトガイド収容部と、このライトガイド収容部に外周面が前記ライトガイド収容部の内周面にほぼ接する状態で収納され、前記光源からの光を前記被照明部に導くライトガイドと、前記ライトガイド収容部の内周面にあって前記光源から発せられた光を前記ライトガイド内に入れるための光の経路を除く部分に設けられ、前記ライトガイド内に入射した光のうち前記ライトガイドの側面から出た光を前記ライトガイド内に戻すための光反射膜を備えたことを特徴とする。

この場合、光反射膜は、可動接点と同じ金属材料により形成されていることが好ましい（請求項２の発明）。

本発明のスイッチ装置では、ゴム接点シートにライトガイド収容部を設けると共に、このライトガイド収容部内にライトガイドを収納し、ライトガイドの外周面と対向するライトガイド収容部の内周面に光反射膜を設けた。これにより、ライトガイド内に入射した光のうち、ライトガイドの外周面から漏れる光を、ライトガイド内に戻すことができ、光源から発せられる光を損失なく被照明部に導くことができる。また、ライトガイド自身に特別な加工を必要とせず、しかも反射部材を別部品として設けるものではないため、部品点数も増加させず、コストアップを極力抑えることができる。

光反射膜を可動接点と同じ金属材料にすることにより、ゴム接点シートに可動接点を設ける工程時に、光反射膜もゴム接点シートに設けることが可能となる。そのため、特別に光反射膜を設ける工程を必要とせず、コストアップを一層抑えることができる。

以下、本発明を自動車に用いられるスイッチ装置に適用した第１の実施形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。尚、方向を示す必要がある場合には、後述する基板に対して基板の一面に固定接点が設けられている側を上方向として説明することとする。

スイッチ装置１の基板２は、矩形板状をなしていて、この基板２の一面である上面には、固定接点３が複数個所、本実施形態の場合５箇所（図２参照）に設けられていると共に、光源４などの電気部品が設けられている。尚、各固定接点３は、図１に示すように、２個が１組となっていて互いが離れている。この５箇所の固定接点３は、図２に示すように、基板２の略中心と、基板２の四隅付近に配置されている。

光源４には、例えば発光ダイオードが用いられている。第１の実施形態の光源４は、基板２の一面と平行する方向（図１中の矢印Ａ参照）に光を発するように配置してある。
固定接点３及び光源４が設けられた基板２の一面を覆うように、ゴム接点シート５が設けられている。ゴム接点シート５は、弾性及び透光性を有する材料、例えばシリコンゴムにより形成されている。

ゴム接点シート５の各固定接点３と対応する５箇所の部位には、接点設置部６がそれぞれ設けられている。各接点設置部６は、ゴム接点シート５の他の上面より高い円柱状をなしており、且つ各接点設置部６の上端面の高さは等しくなるように設けられている。尚、ゴム接点シート５（基板２）の略中心に位置する接点設置部６は、後述する凹状の窪んだ略中心に配置されているため、他の接点設置部６よりも窪みの深さの分だけ縦長の形状をなしている。また、各接点設置部６は、各接点設置部６の周囲を薄肉部７でゴム接点シート５の他の部分と連ね、これによって、図１中の上下方向に弾性変形可能としている。

ゴム接点シート５の各接点設置部６の固定接点３側の面に、固定接点３に対して接離する可動接点８が設けられている（図１に１個の可動接点８のみ示す）。そして、接点設置部６に外部から力が加わらない場合には、可動接点８は固定接点３に対して絶縁上必要な距離分、離れた所で保持されている。可動接点８は、導電性に優れた金属材料、例えば金の薄膜で形成されている。

ゴム接点シート５中心付近には、上面が開放したライトガイド収容部９が形成されている。ライトガイド収容部９は、ゴム接点シート５の他の上面より低い矩形凹状をなしている。また、ライトガイド収容部９の一つの側面が、光源４から発せられる光と直交する配置になっている。

ライトガイド収容部９の周壁にあって光源４と対応する部分は、矩形状の光導入部１１とされている。この光導入部１１は、光源４から発せられた光をライトガイド収容部９（後述するライトガイド１０）に入れるための光の経路の一部を構成している。これにより、光源４から発せられた光は、光導入部１１を通って、ライトガイド１０の側面からライトガイド１０内に入射する構成となる。

ライトガイド収容部９の内周面にあって光導入部１１を除く部分には、光反射膜１２が設けられている。光反射膜１２は可動接点８と同じ材料、例えば金の薄膜で形成されており、ゴム接点シート５に可動接点８を設ける際に、その可動接点８と同様の工程で設けられている。この光反射膜１２を金属材料で形成することにより、この光反射膜１２に当たった光は透過せずに、すべて反射する構成となる。この構成により、例えば、矢印Ａ方向の光が光反射膜１２に当たると、ライトガイド１０内の方向に反射（図１中の矢印Ｂ参照）することが可能となる。

ライトガイド収容部９には、基板２よりも小さな矩形板状のライトガイド１０が収納されている。このライトガイド１０の収納状態では、ライトガイド１０の外周面がライトガイド収容部９の内周面とほぼ接するようになっている。ライトガイド１０は、透光性を有する材料、例えばアクリル樹脂から形成されている。

ライトガイド１０の底面には、後述する所定の位置に設けられた複数の微小な凹部１３が形成されている。
ライトガイド１０の上面は光の射出部１４として機能し、ライトガイド１０内に入射した光はここから射出される。この射出部１４は、滑らかな平坦面をなしている。
ライトガイド１０の中央付近には、ライトガイド１０の厚さ方向に貫通する孔１５が設けられている。この孔１５は接点設置部６よりやや大きく、ゴム接点シート５の略中心に位置する接点設置部６が孔１５に挿通する構成となっている。

接点設置部６の可動接点８の反対側の面のライトガイド１０の上方には、これらを覆うように、スイッチカバー１６が設けられている。スイッチカバー１６は、底面が開放した略箱形状であり、透光性を有しない樹脂材料などから成型されている。このスイッチカバー１６の上面には、５箇所の接点設置部６に対応してそれぞれ開口部１７が形成されていて、各開口部１７にそれぞれスイッチ操作部１８が設けられている。

各スイッチ操作部１８は底面が開放した略箱形状である。このスイッチ操作部１８は２色成形により作られ、内周側が透光性を有する樹脂材料で、外周の側面が透光性を有しない樹脂材料で成型されている。また、このスイッチ操作部１８は、押圧伝達部１９と被照明部２０とを有している。

押圧伝達部１９は、接点設置部６の真上に位置する部分である。この押圧伝達部１９の下端面は接点設置部６の上端面に接している。従って、スイッチ操作部１８の上面を押圧操作すると、押圧伝達部１９の下端面は接点設置部６を介して可動接点８を押圧し、この押圧により可動接点８は固定接点３に接触する構成となっている。

スイッチ操作部１８の上面は、上述の透光性を有する樹脂材料からなる被照明部２０を有し、この被照明部２０は光を透過する機能を有している。
上述のライトガイド１０の底面に設けた凹部１３は、被照明部２０と対応する部分に設けられている。この構成により、ライトガイド１０内に入った光は、凹部１３に当たることで、上方向に向く成分が増える。そして、ライトガイド１０内に入った光は、最終的に射出部１４から上方向（図１中の矢印Ｃ参照）に向けて射出される。そして、射出部１４の上方に位置する各被照明部２０を下方から照明する構成となる。

次に、上記構成の作用と効果について述べる。
自動車の夜間照明の電源をオンにすると、照明機能を有するスイッチ装置１の光源４が通電され、光源４は発光する。光源４から発せられた光は、ゴム接点シート５を貫通し、ライトガイド１０の側面からライトガイド１０内に入射する。

ライトガイド１０内に入射した光のうち、ライトガイド１０の外周面から漏れた光は、ライトガイド１０の外周面の外側に設けられた光反射膜１２に当たり、ライトガイド１０内に戻る。また、ライトガイド１０内の凹部１３に当たった光は上方向に反射する。このようにして、ライトガイド１０内の光は、最終的にライトガイド１０の射出部１４から上方向へ射出し、各被照明部２０を下方から照明する。

本発明のスイッチ装置１では、ゴム接点シート５にライトガイド収容部９を設けると共に、このライトガイド収容部９内にライトガイド１０を収納し、ライトガイド１０の外周面と対向するライトガイド収容部９の内周面に光反射膜１２を設けた。これにより、ライトガイド１０内に入射した光のうち、ライトガイド１０の外周面から漏れる光を、ライトガイド１０内に戻すことができ、光源４から発せられる光を損失なく被照明部２０に導くことができる。また、ライトガイド１０の外周面にプリズム加工を施したり、或いは反射部材などの別部品を必要としたりせず、コストアップを極力抑えることができる。

また、ライトガイド１０の外周面にプリズム加工を施した場合には、ライトガイド１０の外周面に達した光のうちの一部の光が、プリズム加工部分で反射せずに、そのまま透過し外に漏れる場合があった。しかし、本実施形態では、光反射膜１２を金属材料で成膜するので、ライトガイド１０から漏れた光をすべてライトガイド１０内に戻すことができる。従って、ライトガイド１０の外周面にプリズム加工を施すよりも、光反射膜１２をライトガイド１０の外周面の外側に設ける方が光はライトガイド１０内に反射し、光が凹部１３に当たる確率は高くなる。この結果、光源４から発せられる光を損失なく被照明部２０に導くことができる。

さらに、ライトガイド１０内に接点設置部６のように光を遮断する部分が存在している場合においても、光反射膜１２で反射された光は、光源４から発せられる光の方向と異なる方向からライトガイド１０内に入射するため、陰になるような部分を極力無くすことができ、ライトガイド１０内の光のムラを少なくできる。

光反射膜１２を可動接点８と同じ金属材料にし、可動接点８をゴム接点シート５に設ける工程時に、光反射膜１２もゴム接点シート５に設けるようにしたので、ライトガイド１０自身に新たに光反射膜１２を設ける場合とは違い、コストアップを抑えることができる。

図３は本発明の第２の実施形態を示すものであり、第１の実施形態と異なるところを説明する。第１の実施形態と同じ部分には同一の符号を付している。
第２の実施形態では、基板２の一面と平行する方向に光を発する光源４に代えて、基板２の一面に対して直交する上方向（図３中の矢印Ｄ参照）に光を発する光源２１が設けている。また、光源２１の使用にあたり、ゴム接点シート５の光源２１と対応する部位に、斜面部２２と光反射膜２３とからなる光反射部２４を設ける構成とする。

斜面部２２は、光源２１と対応するゴム接点シート５の部位が、上方向に突き出した形状のうちの斜面である。突き出した形状の断面は、図３に示すように、略直角三角形である。この斜面部２２の内面に、光反射膜２３が設けられている。光反射膜２３は可動接点８及び光反射膜１２と同じ材料、例えば金の薄膜で形成されており、ゴム接点シート５に可動接点８や光反射膜１２を設ける際に、その可動接点８や光反射膜１２と同様の工程で設けられている。この光反射膜２３を金属材料で形成することにより、この光反射膜２３に当たった光は透過せずに、すべて反射する構成となる。
尚、断面が略直角三角形をなす部分の縦の壁は、光導入部１１とされている。

本実施形態の作用と効果について述べる。
光源２１から発せられた基板２に対して直交する上方向の光は、光反射部２４の光反射膜２３に当たる。光反射膜２３に当たった光は、略９０度向きを変えて基板２の一面に沿う方向（図３中の矢印Ｅ参照）に反射し、ゴム接点シート５の光導入部１１を通って、ライトガイド１０の側面からライトガイド１０内に入射する。
ライトガイド１０内に入射した後の光の作用については、第１の実施形態の場合と同様であるので省略する。

このように基板２に対して直交する上方向に光を発する光源２１を使用した場合においても、ライトガイド１０の外周面から漏れる光をライトガイド１０内に戻すことができ、光源４から発せられる光を損失なく被照明部２０に導くことができる。
光反射膜２３を可動接点８や光反射膜１２と同じ金属材料にし、可動接点８や光反射膜１２をゴム接点シート５に設ける工程時に、光反射膜２３もゴム接点シート５に設けるようにすることにより、光反射膜２３を専用に設ける場合に比べて、コストアップを一層抑えることができる。この場合、光反射膜２３を、斜面部２２の外面に設けるようにしても良い。

尚、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上記第１及び第２の実施形態の可動接点８と光反射膜１２及び光反射膜２３を、同じ金属材料で形成したが、異なる金属材料としても良い。
上記第１及び第２の実施形態のスイッチ操作部１８全体を、透光性を有する樹脂材料で形成し、スイッチ操作部１８全体を照明することも可能である。また、スイッチ操作部１８全体を、透光性を有しない樹脂材料で形成し、被照明部となる部分をレーザーにより抜き、その部分を照明することも可能である。
上記第１及び第２の実施形態のスイッチ装置は、自動車用のスイッチ装置に限定されず、構成的に同様の事情を有するスイッチ装置一般として広く適用できる。

本発明の第１の実施形態を示すスイッチ装置の縦断面図基板とゴム接点シートとライトガイドの分解斜視図本発明の第２の実施形態を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１はスイッチ装置、２は基板、３は固定接点、４，２１は光源、５はゴム接点シート、６は接点設置部、８は可動接点、９はライトガイド収容部、１０はライトガイド、１２は光反射膜、１８はスイッチ操作部、２０は被照明部を示す。

Claims

一面に固定接点を有する基板と、
この基板の前記一面上に設けられた光源と、
弾性及び透光性を有する材料により形成されて前記基板の一面を覆うように設けられ、前記固定接点と対応する部位に弾性変形可能な接点設置部を有すると共に、この接点設置部の前記固定接点側の面に前記固定接点に対して接離する可動接点を有するゴム接点シートと、
被照明部を有して前記接点設置部の前記可動接点とは反対側に配置され、押圧操作されることに伴い前記接点設置部を介して前記可動接点を前記固定接点に接触させるスイッチ操作部と、
前記ゴム接点シートに設けられた凹状のライトガイド収容部と、
このライトガイド収容部に外周面が前記ライトガイド収容部の内周面にほぼ接する状態で収納され、前記光源からの光を前記被照明部に導くライトガイドと、
前記ライトガイド収容部の内周面にあって前記光源から発せられた光を前記ライトガイド内に入れるための光の経路を除く部分に設けられ、前記ライトガイド内に入射した光のうち前記ライトガイドの側面から出た光を前記ライトガイド内に戻すための光反射膜を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
光反射膜は、可動接点と同じ金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。