JP5130668B2

JP5130668B2 - 電子機器のパネル構造

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Publication number: JP5130668B2
Application number: JP2006208522A
Authority: JP
Inventors: 博昭皆川
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2026-07-31
Also published as: JP2008033142A

Description

この発明は、例えば、車載あるいは携帯（例えば、エアバンド）型の電子機器に組み込むフラットパネルディスプレイ素子やスイッチを保持する電子機器のパネル構造に関するものである。

車載や携帯型の電子機器には、フロントパネルに液晶やＥＬなどのフラットパネルディスプレイを組み込んだものがある。通常、こうしたディスプレイ素子と前記素子を駆動する基板との接続は、リード線によるハンダ付けを用いる方法が考えられる。しかし、リード線によるハンダ付けは、ハンダ付け工程による組立工定数の増加やハンダ付け作業による環境汚染の問題がある。また、故障修理の際には、ハンダ処理の煩雑な問題もある。

これらの問題を解決する一つの方法として、例えば、（特許文献１）には、図１１に示すようなゼブラコネクタ１を使用するものがある。

すなわち、図１１は、ゼブラコネクタ１を使用した携帯型無線機を示すもので、基板２、ＥＬパネル３、ＬＣＤ４、ＬＣＤホルダー５、ゼブラコネクタ１、ゼブラコネクタホルダー６とで構成されており、前記基板２とＥＬパネル３は、端部を突出させて接点端子部７を形成した構成となっている。

ここで、ゼブラコネクタ１は、複数の絶縁被覆導線の方向を揃えて一体化成形したもので、コネクタ１の端面に導線の断面を露出させ、この露出させた銅線の断面を電気接点に接触させることによって、基板２と電気的に接続するというものである。

そのため、図１１のように、基板２、ＥＬパネル３、ＬＣＤ４を重ねて位置を決め、ゼブラコネクタホルダー６を取り付けて一体化したのち、フレーム８とフロントパネル９とに取り付けるというものである。

特開２００２−４０９５８号公報

ところで、上記のようにゼブラコネクタを使用するためには、基板とＥＬパネルの両方にゼブラコネクタと対応する接点端子部を形成しなければならない。この接点端子部は基板やＥＬパネルの仕様ごとに異なる。特に、ゼブラコネクタをバックライトのＥＬパネルと基板間の接続に使用する場合に代えて、例えば、ＥＬやＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ素子と基板間の接続手段として用いる場合は、前記表示器の表示内容ごとに前記接点端子部の仕様は異なってしまう。このように接点端子部の仕様が表示内容（製品）ごとに異なると、製品ごとに接点端子部の異なる基板や表示器を新たに製作しなければならない。こうした新たな基板や表示器の製作を行なうと、イニシャルコストが膨大になり、開発コストもかかる。このとき、生産台数が多ければ償却できるが、生産台数が少ない少量多品種の生産には対応できない

この問題を解決するため、先のコストのかかる専用品に代えて、基板との接続手段に、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）とコネクタを使用したコストの安い市販のフラットパネルディスプレイ素子（例えば、ガラス製のパネル本体にＦＰＣを取り付けたＬＣＤや自発光タイプのＥＬなど）を使用することが考えられる。しかしながら、このような低コストのディスプレイ素子を簡単に低コストで装着できる上手い方法が無く、新たに開発しなければならない問題があった。

そこで、この発明の課題は、車載や携帯型の電子機器にＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）を設けた市販のＥＬ素子１１やＬＣＤ素子を低コストで装着できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、操作面の周囲に側面を形成したフロントパネルと、そのフロントパネルの内側に配置される回路基板間に弾性材料で形成したホルダー部材を設け、そのホルダー部材にフラットパネルディスプレイ素子を保持させて、前記フロントパネルの操作面に形成したディスプレイ表示窓に臨むようにして圧接するとともに、そのフラットパネルディスプレイ素子の接続ケーブルを、前記ホルダー部材に切欠けを設け、前記フラットパネルディスプレイ素子に接続される接続ケーブルが、上記切欠けによって前記回路基板に導かれる構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、ホルダー部材は、例えば、ゴム、スポンジなどの弾性材料で形成する。形成したホルダー部材にフラットパネルディスプレイ素子を保持させて前記操作面に形成したディスプレイ表示窓に臨むように回路基板を取り付けて圧接する。こうすることで、厚みの薄いフラットパネルディスプレイ素子のために回路基板との間に生じる隙間が発生しないように取り付ける。このような隙間は、従来は、クッションなどを基板と前記ディスプレイ素子の間に配置し、前後方向の潰しで無くしていたが、これだと位置合わせが困難であった。本願の場合、ディスプレイ表示窓にディスプレイ表示素子を保持するホルダー部材を圧接して位置合わせができる。そのため、位置決めが簡単で組み立て作業が楽にできる。また、前記ディスプレイ素子を保持するホルダー部材の端部に切欠きを設けることで、切欠きを介してディスプレイ素子の接続ケーブル（ＦＰＣ）を後方の回路基板と接続することができる。そのため、ＦＰＣを使用したコストの安い市販のＥＬやＬＣＤのフラットパネルディスプレイ素子を使用できる。

このとき、ホルダー部材に、フロントパネルに形成したスイッチ孔とそのスイッチ孔に対向して設けられた回路基板のタクトスイッチに連通する貫通孔を設け、その貫通孔に押しボタンスイッチつまみを嵌入した構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、回路基板上に設けたタクトスイッチをフロントパネルのスイッチつまみで操作できる。

このとき、押しボタンスイッチつまみを透光性の素材で形成するとともに、上記基板のタクトスイッチの近傍に前記スイッチと連動して点灯する発光素子を設けた構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、点灯する発光手段の光が透光性の素材で形成した押しボタンスイッチつまみを光らせるので、スイッチつまみを照光式とすることができる。このとき、ホルダー部材は、遮光性を有してつまみや基板に密着するので、他への光の漏れを防ぐことができる。

また、このとき、押しボタンスイッチつまみを嵌入する貫通孔のフロントパネル側の開口周囲に突部を形成し、その突部に当接するフランジを押しボタンスイッチつまみに設けた構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、貫通孔の開口の周囲に形成した突部が、つまみを押した際のダンパーとして作用するので、つまみに伸長圧を付与するバネを必要としない。

また、このとき、押しボタンスイッチつまみを嵌入する貫通孔の途中に段部を設けて基板側の寸法を縮小し、一方、前記貫通孔に嵌入される前記スイッチつまみを、前記貫通孔の形状に合わせて段部を設けて縮小した構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、つまみの先端の外周が基板側の貫通孔の縮小した孔にガイドされる。そのため、前記つまみは、例えば、斜めに押される意地悪押しに抗してタクトスイッチに真っ直ぐ接触するので、タクトスイッチの破損を防止し、長寿命化が図れる。また、その際、貫通孔の段部は、ストッパーとして前記つまみを支持してタクトスイッチに過荷重が掛かるのを防止するので、破損の防止や長寿命化が図れる。

この発明は、上記のように構成したことにより、車載や携帯型電子機器に、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）を設けた市販のＥＬやＬＣＤなどの低コストのフラットパネルディスプレイ素子を装着できる。また、その装着も低コストでできる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

この形態の電子機器は、図１に示すように、フロントパネル１０の中央にフラットパネルディスプレイ素子としてＥＬ素子１１を設けた。例えば、車載用の無線機器で、前記素子１１の左右に、ダイヤルつまみ１２と押しボタンスイッチつまみ１３を配置した構成となっている。

また、その内部は、図２に示すように、フロントパネル１０と回路基板１４の間にホルダー部材１５を設ける構造となっており、前記ホルダー部材１５には、ＥＬ素子１１と押しボタンスイッチつまみ１３を取り付ける構成となっている。

フロントパネル１０は、パネル正面に、ディスプレイ表示窓１６とスイッチ孔１７及びダイヤル孔１８を設け、その周囲に側面１９を形成した形状となっている。また、その裏面側には、後述するように２本の突部２０を設けて（図５参照）、ホルダー部材１５を嵌入するようになっている。

回路基板１４は、図示はしていないが、ＥＬ素子１１のドライブ回路を搭載したもので、回路基板１４の裏面のパターン面には、ドライブ回路とＥＬ素子１１とを接続するレセプタクル２１が設けられている。また、回路基板１４の表面の部品面には、タクトスイッチ２２が設けられている。タクトスイッチ２２は、前記フロントパネル１０に形成したスイッチ孔１７に対向するように設けたもので、押しボタンスイッチつまみ１３でもって、フロントパネル１０のスイッチ孔１７から操作するようにしてある。このタクトスイッチ２２の近傍（横）には、発光素子２３を設けてある。前記発光素子２３は、ＬＥＤでタクトスイッチ２２の左右に設けられ、タクトスイッチ２２と連動して点灯し、動作状況を照光表示する。このとき、タクトスイッチ２２の近傍の発光素子２３は、例えばタクトスイッチ２２に内蔵されるＬＥＤでも良い。すなわち、ＬＥＤを内蔵したタクトスイッチ２２でも良い。

ホルダー部材１５は、例えば、ゴム（合成（ＥＰＤＭ）でも可）、スポンジ（ゴム、ウレタン）などの黒色あるいはグレーの弾性材料で形成したもので、ここでは、概Ｔ字形にしてある。また、このＴ字形ホルダー部材１５の中央部分の上端には、厚さ方向の切欠き２４を形成し、後述のＦＰＣ２５を通すようにしてある。そして、この切欠き２４をＵ形の開口とするホルダー２６を形成し、そのＵ形のホルダー２６にＥＬ素子１１（フラットパネルディスプレイ素子）を嵌入できるようにしてある。すなわち、Ｕ形のホルダーは、図３のように、内側に張り出した係合部２８により、ＥＬ素子１１の周端に係合して保持する。

一方、Ｔ字形の下端には、厚さ方向に２本の凹部（ここでは溝）２７を設けて先に述べたフロントパネルの突部２０と嵌合するようにしてある。さらに、Ｔ形の左端に溝２７を設け、裏面の突部２０と嵌合するようにしてある。そのため、この溝２７に合わせてホルダー部材１５をフロントパネル１０に嵌めることで、ホルダー部材１５を収容する位置を一義的に決められるようにしてある。

このＵ形のホルダー２６の左右には、貫通孔２９が設けられている。前記貫通孔２９は、フロントパネル１０に形成したスイッチ孔１７とそのスイッチ孔１７に対向するように設けた前述の回路基板１４のタクトスイッチ２２に連通する。また、この貫通孔２９は、図６に示すように、貫通孔２９の途中に段部３０を設け、その段部３０から回路基板側の寸法を縮小してある。そのため、この貫通孔２９に嵌入する前記スイッチつまみ１３は、図６のように、前記貫通孔２９の形状に合わせて段部３１を設けた形状となっており、回路基板側の寸法を細く縮小した形状になっている。このように、貫通孔２９の寸法を細く縮小したことにより、前記つまみ１３の先端の外周が基板側の貫通孔２９の縮小した孔にガイドされる。そのため、例えば、意地悪押しで斜めに押された場合でも真っ直ぐに進出するので、押しミスの発生を防止できる。また、タクトスイッチ２２は、横から押されることが無くなり、横押しによる破損がなくなり、長寿命化も図れる。このとき、貫通孔２９の段部３０は、前記スイッチつまみ１３の段部３１と当接し、ストッパーとして前記つまみ１３を支持するので、回路基板１４のタクトスイッチ２２に過荷重が掛かるのを防止することができる。

この貫通孔２９の開口の周囲（フロントパネル側）には、突部３２を形成してある。この突部３２は、前記つまみ１３を押した際のダンパーとして作用させるためのもので、この突部３２と当接するフランジ３３を前記スイッチつまみ１３に形成してある。このようにすることにより、バネを設けることなく前記つまみ１３に伸長圧を付与することができるので部品の削減も図れて低コストにも寄与する。

また、この前記つまみ１３は、透明な樹脂（プラスチックス、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、ＰＣなど）で形成することにより、タクトスイッチ２２の近傍に設けた発光素子２３の点灯を外部へ導いて前記スイッチつまみ１３を照光式とすることができる。このとき、ホルダー部材１５は、遮光性を有して前記つまみ１３や基板１４に密着するので、他への光の漏れを防ぐことができる。

ちなみに、ここで、ホルダー部材１５を概Ｔ字状としたのはダイヤルを配置するためで、この形状に限定されるものではない。また、ここでは、貫通孔２９と押しボタンスイッチつまみ１３は、断面を四角形としたがこれに限定されるものではなく、円形でも三角形でも構わない。

次に、ＥＬ素子１１は、図２のように、方形で平板なＥＬパネル本体３４とＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）２５とからなっており、ＦＰＣ２５の一端を前記パネル本体３４の一方の長手側側面に取り付け、他端に接続コネクタ３５を取り付けた構成となっている。

この形態は、上記のように構成されており、以下、このパネルの組み立て方法を述べることにより、本願のパネル構造を説明する。

このパネルでは、まず、ＥＬ素子１１をホルダー部材１５に取り付ける。すなわち図３のように、ホルダー部材１５の切欠き２４の設けられた上端から、Ｕ形の開口に向かってＥＬ素子１１を先端側から嵌入する。ここで、ＥＬ素子１１の先端側とは、ＥＬパネル本体３４のＦＰＣ２５が取り付けられていない側である。

こうしてＥＬ素子１１をＵ形のホルダー２６に嵌入すると、ＥＬ素子１１のＦＰＣ２５を折り曲げて図４のように切欠き２４に嵌入しておく。次に、このホルダー部材１５の貫通孔２９に押しボタンスイッチつまみ１３を取り付ける。前記つまみ１３は貫通孔２９に嵌入した際、前記つまみのフランジ３３が貫通孔２９の開口の突部３２に当接し、支持されるまで嵌入する。全てのつまみ１３の取り付けが終わると、ホルダー部材１５をフロントパネル１０に取り付ける。このとき、図５のようにフロントパネル１０の内側に形成された突部２０にホルダー部材１５の溝２７が嵌まるように取り付ける。すると、ホルダー部材１５に保持されたＥＬ素子１１が、フロントパネル１０のディスプレイ表示窓１６に臨む。また、ホルダー部材１５に取り付けた前記つまみ１３がフロントパネル１０のスイッチ孔１７に合致して、前記つまみ１３の先端は図６のように突出する。

このように突部２０と溝２７を嵌め込むようにしたことにより、位置が一義的に決められるようになり、組み立てを容易にすることができる。なお、ここでは、フロントパネル１０に突部３２を設け、ホルダー部材１５に溝２７を設けたが、逆に、フロントパネル１０に溝２７を設け、ホルダー部材１５に突部２０を設けても良い。

こうしてフロントパネル１０へのホルダー部材１５の取り付けができると、回路基板１４を取り付ける。回路基板１４は、タクトスイッチ２２が設けられた部品面をホルダー部材１５の側にして被せるようにして取り付ける。取り付けの際の固定は、ここでは、図１のようなネジ止めで行なう。また、ネジに代えて、例えば、フロントパネル１０の縁に爪を設けて回路基板１４を引っ掛けて係止するような方法を採用してもよい。

このようにして、回路基板１４を取り付けてホルダー部材１５を圧接することにより、その圧接でディスプレイ表示窓１６からのＥＬ素子１１のズレやスイッチ孔１７からの押しボタンスイッチつまみ１３のズレを防止する。また、その際、ホルダー部材１５には弾性があるので、圧接によるガラス製のＥＬパネル本体３４の破損も防止できる。

このとき、ＥＬ素子１１のＦＰＣ２５は、例えば、図７のように、フロントパネル１０と回路基板１４との隙間から後部へ回り込ませるようになっており、回り込ませたＦＰＣ２５のコネクタ３５を回路基板１４の背面のレセプタクル２１に取り付ける。こうすることで、ＦＰＣ２５を有する市販のＥＬ素子１１が簡単に使用できるようになる。

一方、押しボタンスイッチつまみ１３は、図８のように、先端がフロントパネル１０裏面のスイッチ孔１７から突出する。このとき、前記スイッチつまみ１３のフランジ３３の上部は、図９のように、フロントパネル１０のスイッチ孔１７の裏面の周縁に当接して抜け落ちの防止がなされる。他方、前記フランジ３３の下部は、ホルダー部材１５の貫通孔２９の開口周囲に設けた突部３２に支持されている。このフランジ３３を支持する突部３２は、前記つまみ１３が押された際のダンパーとして作用する（このときの押し圧やストロークの調整は金型の変更で容易にできる）。このため、前記つまみ１３を押し上げるための伸長圧を付与するバネを必要としないので、部品点数の削減効果が期待できる。その際、押された前記つまみ１３は、つまみ１３の段部３１に貫通孔２９の段部３０が当接して支持するので、回路基板１４のタクトスイッチ２２に過荷重が掛かるのを防止することができる。また、このとき、前記つまみ１３は、貫通孔２９の基板側の縮小した孔にガイドされるので、例えば、斜めに押される意地悪押しで押された場合でも、それに追従し、タクトスイッチ２２に真っ直ぐに接触することが可能になる。そのため、タクトスイッチ２２の長寿命化や破損の抑制に効果がある。

このように組み立てたパネルは、フロントパネル１０にホルダー部材１５を圧接したことにより、Ｕ形のホルダー２６がフロントパネル１０に密着して光の漏れを防ぐので（Ｕ形の開口はＦＰＣ２５で遮光する）、ＥＬ素子１１を点灯しても隣接するスイッチ孔１７から光の漏れを起こさない。

同様に、押しボタンスイッチつまみ１３は、動作状況を示すタクトスイッチ２２の近傍の発光素子２３が点灯すると、その点灯光で照光表示を行なう。その際、点灯光は、図９のように回路基板１４や押しボタンスイッチつまみ１３とホルダー部材１５が密着して漏れない。そのため、隣接するスイッチ孔１７や隣接するディスプレイ表示窓１６から漏れることはない。

このように、車載や携帯電子機器にＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）を設けた市販のＥＬやＬＣＤなどの低コストのフラットパネルディスプレイ素子を簡単に低コストで装着（組み込むことが）できる。その際、押しボタンスイッチつまみ１３の照光化も簡単にできる。また、照光の際には、他のスイッチ孔１７への光の漏れも防ぐことができる。さらに、ホルダー部材１５の突部３２によるスイッチ付勢用のバネに代わるダンパー構造の実現や前記スイッチつまみ１３の倒れこみも防止できる。

なお、ここでは、ホルダー部材１５の上端に切欠き２４を設けてＥＬ素子１１のＦＰＣ２５を回路基板１４と接続するようにしたが、切欠き２４を形成する部分は、貫通孔２９の場所や回路基板１４の形状あるいはＥＬ素子１１の仕様に合わせて変更する。例えば、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、切欠き２４を上下左右に設けることもできるし、それに合わせてＵ形の形状を変えるようにできる。また、本形態では、フラットパネルディスプレイ素子としてＥＬ素子１１について述べたが、これに限定されるものではなく、ＬＣＤパネルについても同様に使用できる。

また、本形態では、ホルダー部材１５を黒あるいはグレーにしたが、これに限定されるものではない。例えば、白色のものを使用することで、押しボタンスイッチつまみ１３の照光時に光を反射して一層明るく表示させることもできる。また、押しボタンスイッチつまみ１３は、同じ形状にすれば同一型で製作できるのでコストの低減が図れる。さらに、押しボタンスイッチつまみ１３は、黒塗装してレーザによる文字抜きすることで文字照光も可能になる。

実施形態の斜視図実施形態の分解斜視図実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施形態のフロントパネルの斜視図実施形態の縦断面図実施形態の縦断面図実施形態の横断面図実施形態の拡大横断面図（ａ）、（ｂ）実施形態の他の態様を示す作用説明図従来分解斜視図

符号の説明

１０フロントパネル
１１ＥＬ素子
１３押しボタンスイッチつまみ
１４回路基板
１５ホルダー部材
１６ディスプレイ表示窓
１７スイッチ孔
１９側面
２０突部
２１レセプタクル
２２タクトスイッチ
２３発光素子
２４切欠き
２５ＦＰＣ
２６ホルダー
２７溝
２８係合部
２９貫通孔
３０段部
３１段部
３２突部
３３フランジ
３４パネル本体
３５接続コネクタ
３６コネクタ

Claims

操作面の周囲に側面（１９）を形成したフロントパネル（１０）と、そのフロントパネル（１０）の内側に配置される回路基板（１４）の間に、弾性材料で形成したホルダー部材（１５）を設け、そのホルダー部材（１５）にフラットパネルディスプレイ素子（１１）を保持させて、前記フロントパネル（１０）の操作面に形成したディスプレイ表示窓（１６）に臨むようにして圧接するとともに、そのフラットパネルディスプレイ素子（１１）の接続ケーブル（２５）を、ホルダー部材（１５）の端部に設けた切欠き（２４）を介して後部の回路基板（１４）に回り込ませて接続し、
一方、前記ホルダー部材（１５）に、フロントパネル（１０）に形成したスイッチ孔（１７）とそのスイッチ孔（１７）に対向するように回路基板（１４）に設けられたタクトスイッチ（２２）に連通する貫通孔（２９）を設け、その貫通孔（２９）に押しボタンスイッチつまみ（１３）を嵌入した電子機器のパネル構造。
上記押しボタンスイッチつまみ（１３）を透光性の素材で形成するとともに、上記回路基板（１４）のタクトスイッチ（２２）の近傍に前記スイッチ（２２）と連動して点灯する発光素子（２３）を設けた請求項１に記載の電子機器のパネル構造。
上記押しボタンスイッチつまみ（１３）を嵌入する貫通孔（２９）のフロントパネル側の開口周囲に突部（３２）を形成し、その突部（３２）に当接するフランジ（３３）を押しボタンスイッチつまみ（１３）に設けた請求項１または２に記載の電子機器のパネル構造。
上記押しボタンスイッチつまみ（１３）を嵌入する貫通孔（２９）の途中に段部（３０）を設けて基板側の寸法を縮小し、一方、前記貫通孔（２９）に嵌入される前記スイッチつまみ（１３）は、前記貫通孔（２９）の形状に合わせて段部（３１）を設けて縮小した請求項１乃至３のいずれかに記載の電子機器のパネル構造。