JP5569405B2 - スイッチ用カバー部材及び操作パネル - Google Patents

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Description

この発明は、光源からの光により押下面に絵柄を表示可能なスイッチ用カバー部材に関するものであり、詳細には、周囲への光漏れを回避するスイッチ用カバー部材、及び当該スイッチ用カバー部材が使用された電子機器用の操作パネルに関する。
従来より、家電等の電子機器には、押下面に形成されたアイコンが発光する押釦スイッチが広く採用されている。
このような押釦スイッチのスイッチ用カバー部材は、主に透光性を有するラバー素材で成型されている。スイッチ用カバー部材の押下面は、遮光性塗料によってアイコンの絵柄以外の部分がコーティングされている。基板に取り付けられた光源(例えば、LED)は、スイッチ用カバー部材の裏側から光を照射する。照射された光が遮光性塗料の存在しない領域を透過することで、スイッチ用カバー部材の押下面は、アイコンの絵柄に応じた形に発光する。
アイコンが発光することで、操作者は暗闇の中でも押下すべき押釦スイッチの位置を正確に認識し、機器の操作を行うことができる。同時に、操作者は、アイコンの種類により、その押釦スイッチがどの機能に関連したものであるかを理解し、機器の状態を判断することができる。例えば、コピー、ファックス、及びスキャナ等の機能を備えた複合機には、各機能を呼び出すための押釦スイッチがそれぞれ設けられている。各押釦スイッチのスイッチ用カバー部材には、その押釦スイッチに関連した機能を操作者が一見して理解するためのアイコンが形成されている。例えば、コピー機のアイコンが形成された押釦スイッチが発光している場合、ユーザは、複合機がコピーを行うためのモードにあると判断することができる。
上述された押釦スイッチにおいて、光源からの光がアイコン以外の部分から周囲に漏れ出すという問題がある。例えば、押釦スイッチと筐体カバーの隙間から光が漏れ出したり、隣接するキーのアイコンから光が漏れ出すことがある。発光すべきでない部分から光が漏れ出し、発光すべきアイコンの輝度が低下することにより、機器の美感を損なったり、操作上の混乱を招くおそれがある。
上述された課題に対し、光源に対応した位置に凹陥部が設けられ、凹陥部の内側側面に光を遮蔽する遮蔽層が設けられた照光式押釦スイッチ用カバー部材が提案されている。(特許文献1を参照。)
特開2007−80763号公報
特許文献1に開示された発明は、LEDが凹陥部の内側に存在することを前提としている。仮に、LEDが凹陥部よりも低い位置に存在する場合、透光性押釦部を支持する可撓性薄肉部から光が漏れ出すおそれがある。
一方、可撓性薄肉部は、押釦スイッチの押下時に弾性変形するものである。そのため、光漏れを防止するために可撓性薄肉部を遮光性塗料等によってコーティングすると、キー荷重が変化してしまい、良好な操作性が損なわれることになる。
本発明は上述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、キー荷重を変化させることなく周囲への光漏れを回避するスイッチ用カバー部材及び当該スイッチ用カバー部材が使用された電子機器用の操作パネルを提供することにある。
(1) 本発明は、電子機器の押釦スイッチに使用され、操作者により押下される押下面の一部が、基板に設けられた光源からの光を透過可能なスイッチ用カバー部材である。本発明は、上面が上記押下面として筒状に形成され、下端の開口を通じて外部と連続する内部空間を有する本体と、上記本体の開口の周縁に設けられた接点と、上記本体の開口の周縁から外側へ延出されており、上記接点を電子機器の基板から離間した状態に支持するベース部と、を備える。上記本体は、上記開口付近に上記ベース部に連続して設けられており、上記押下面に付与される押下力により、上記接点を上記基板に接触する位置へ移動可能に弾性変形する薄肉部を有するものであり、上記押下面を含む上記本体の上側部は、透光性を有する第1ラバーにより成型されており、その外面が遮光性の塗料によって上記押下面の上記一部のみが上記光源からの光を透過可能に部分的に皮膜されたものであり、上記薄肉部を含む上記本体の下側部は、遮光性の第2ラバーにより上記上側部と連続して成型されたものである。
ここで、本明細書において「スイッチ用カバー部材」とは、電子機器の操作に伴い操作者によって押下され、電子機器の回路と協働して押釦スイッチとして機能するものを指す。また、「透光性」とは、可視光を少なくとも目視により確認可能な程度に概ね透過させる性質のことである。また、「遮光性」とは、可視光の大半を吸収または反射させ、目視により確認できる程度の光を透過させない性質のことである。また、「遮光性の第2ラバー」とは、透光性のラバーに例えばカーボンブラック等の遮光性の原料が含有された結果、遮光性を有するに至ったものであってもよい。また、「筒状」とは、必ずしも円筒に限られるものではなく、内部空間を有した柱状であればよい。
このようなスイッチ用カバー部材は、例えば以下のような手順で製造される。まず透光性を有した第1ラバーが金型によりプレス加工されて、上側部が製造される。上側部の表面は遮光性塗料によりコーティングされる。レーザーエッチングによりコーティングが部分的に剥離され、上側部の押下面にはアイコンとなる絵柄が形成される。上側部が新たな金型に取り付けられて、金型の開いている部分には上側部を継合するように下側部となる遮光性の第2ラバーがセットされる。これらが再びプレス加工されることで、上側部と下側部とが一体となる。即ち、スイッチ用カバー部材は二度の成型により製造される。なお、二度目のプレス加工の際に、ベース部が併せて成型されてもよい。
第2ラバーは遮光性を有するので、本体の側面や薄肉部(特許文献1の可撓性薄肉部に相当)から光が漏れ出すことはない。したがって、光は押下面のコーティングが剥離された箇所のみから外部に透過し、アイコンの視認性が向上する。また、下側部はコーティングされていないため、薄肉部の弾性が変化することはなく、適正なキー荷重が維持される。
(2) 上記本体及び接点は、上記ベース部に複数が設けられたものであってもよい。
ベース部において複数の本体が隣接して設けられたとしても、光が隣接する本体に漏れ出すことはないため、アイコンの良好な視認性が維持される。
(3) 本発明は、外部の回路と電気的に接続される回路側接点が露出した基板と、上記接点が上記回路側接点と対応するように上記基板に取り付けられた上記スイッチ用カバー部材と、上記基板上に設けられ、上記本体を上記内部空間から照射する光源と、上記本体に対応する位置にスイッチ穴が設けられ、当該スイッチ穴から上記押下面が外部に露出するように、上記基板を覆う天板と、を備える電子機器用の操作パネルである。上記天板には、上記スイッチ穴の周縁に沿って、上記本体の側面に隣接して上記基板側に突出する遮光突起が形成されている。
(4) 上記遮光突起の先端は、上記接点が電子機器の基板から離間した状態にあるとき、上記上側部と上記下側部との境界よりも上記基板に近い位置にあってもよい。
上記接点が電子機器の基板から離間した状態にあるとき、即ち、押釦スイッチが通電していない状態であるとき、遮光突起の先端が上側部と下側部との境界よりも基板に近い位置にあるため、上側部の側面は遮光突起に覆われた状態となる。したがって、仮に経年変化よりコーティングが剥離された箇所や下側部との境界からわずかな光が漏れ出したとしても、光は遮光突起により遮蔽され、周囲に拡散することはない。
本発明に係るスイッチ用カバー部材及び電子機器用の操作パネルによると、光源から照射される光が周囲に拡散しないため、機器の美感を損なうことはなく、良好な視認性が得られる。また、薄肉部の弾性が変化しないため、適正なキー荷重が維持される。
図1は、操作パネル200の斜視図である。 図2は、図1のA−A切断面で切断された操作パネル200の斜視図である。 図3は、スイッチ用カバー部材100の斜視図である。 図4は、図1のA−A切断面において、通電状態の本体110を示した断面図である。 図5は、図1のA−A切断面において、LED212が照射する光の進路の一部を示した断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されながら説明される。
[操作パネル200の概要]
操作パネル200は、主として、各種の電子機器(不図示)の内部に組み込まれるものであり、電子機器の操作に伴い使用されるものである。なお、操作パネル200が使用可能な電子機器としては、プリンタ、スキャナ、ファックス、及びこれらが一体化された複合機の他、家電や情報端末といったあらゆる電子機器が想定される。また、操作パネル200の各寸法や形状は、操作パネル200が組み込まれる電子機器の要求に応じて適宜変更される。
図1に示されるように、操作パネル200は、箱形状の外形を呈しており、この外形は主として基板210及び天板130とから構成されている。
天板130の内部には、スイッチ用カバー部材100やLED212などが組み込まれている。天板130、基板210、スイッチ用カバー部材100及びLED212などの詳細な構成は後述される。天板130の上面からは、スイッチ用カバー部材100の一部である6つの押下面112が露出している。6つの押下面112は、それぞれが異なる機能に対応した押釦スイッチとして操作者に認識されるものである。押下面112には、それぞれ異なるアイコン140が形成されている。アイコン140はLED212の照射した光によってそれぞれ発光する。本実施形態に係る操作パネル200は、スイッチ用カバー部材100が異なる2種類のラバー素材によって成型されることで、押釦スイッチのキー荷重を変更することなく、LED212の光が周囲に漏れることを防止できるものである。
本実施形態に係る操作パネル200は、電子機器と分離可能な独立した装置であるが、操作パネル200は、電子機器と部品を共有して一体に構成されたものであってもよい。
[操作パネル200の詳細な構成]
図2に示されるように、操作パネル200の内部において、スイッチ用カバー部材100が基板210上に取り付けられている。スイッチ用カバー部材100は、ベース部130に、複数の本体110が設けられたものである。本体110は、上述された押下面112を有し、ベース部130に立設された筒状の部材である。ベース部130は、取付面131が基板210に取り付けられている。ベース部130は、本体110を基板210に対して支持している。本体110は、それぞれ内部空間114を有する。内部空間114の開口132周辺には、接点120が設けられている。接点120は、基板210に設けられた基板側接点211に対向して一定の空間を介して離間されている。内部空間114には、基板210の基板側接点211の近傍に設けられたLED212(特許請求の範囲における「光源」に相当。)が封止されている。スイッチ用カバー部材100の上方からは、押下面112がスイッチ穴231から外部に露出するように天板230が被せられている。
[LED212、基板210]
図2に示される基板210には、電子回路(不図示)が形成されている。基板210の上面には、電子回路を構成する部品の1つであるLED212が設けられている。電子回路は、接続ケーブル213(図1に図示)を通じて、電子機器の制御回路と電気的に接続されている。電子回路は、基板210に取り付けられた後述されるスイッチ用カバー部材100の押下面112が押下された際に、押下面112に対応した電気信号を生成する。電気信号は、接続ケーブル213を通じて、制御回路に伝送される。制御回路は、電気信号に基づく各種の制御を施行する。例えば、制御回路は、接続ケーブル213を通じて、LED212の発光状態を制御することができる。
制御回路は、電子機器が内部に有する回路であって、電子機器の各種機能を実行するための制御を施行するものである。電子機器の種類によって様々な制御回路が使用されうる。例えば、制御回路は、アナログ電子回路によって実現されてもよいし、プロセッサやメモリを内蔵した組み込み式のコンピュータとして実現されてもよい。また、制御回路は、基板210の電子回路と一体に形成されていてもよい。この場合、接続ケーブル213は必ずしも必須の構成要素ではない。
LED212の周辺には、電子回路を構成する部品の1つである基板側接点211が設けられている。基板側接点211は、押下面112が押下された際に、後述される接点120と接触するものである。基板側接点211は、主に薄い銅板等の導電性の材料で形成されている。電子回路は、基板側接点211と接点120とが接触されたことに基づき、上述された電気信号を生成する。
[天板230]
図2に示されるように、基板210の上方から、天板230が被せられている。天板230は、例えばボルト等を用いて基板210と接合されている。天板230には、押下面112を天板230の上面に露出させるための複数のスイッチ穴231が設けられている。スイッチ穴231の周縁に沿って、遮光突起232が形成されている。遮光突起232は、スイッチ穴231の周縁から基板210側に突出する突起であって、LED212が照射する光が周囲に漏れ出すことを防止するものである。遮光突起232の詳細な形状については後述される。
[スイッチ用カバー部材100、接点120]
図3に示されるスイッチ用カバー部材100は、6つの本体110がベース部130上に立設された形状を有する。ただし、ベース部130に設けられる本体110の数や配置は、電子機器の要求に応じて当業者が適宜選択することができる。本体110は、筒状部111と薄肉部116とから構成されている。筒状部111は筒状の部材であり、その上面が操作者により押下される押下面112として形成されている。押下面112の形状は、図2、図3に示されるものの他、スイッチ用カバー部材100が使用される操作パネル200の要求に応じて適宜変更される。それに伴い、筒状部111の形状も適宜変更される。また、図2に示されるように、筒状部111の内部には内部空間114が形成されている。内部空間114は、LED212が封止されるための空間である。
筒状部111における下端部113の周方向に沿って接点120が設けられている。接点120は、主に薄い銅板等の導電性の材料で形成されている。
下端部113における接点120の外周側には、周方向に沿って薄肉部116が形成されている。薄肉部116は、下端部113から下方且つ径方向の外側に向けてテーパ状に延出して設けられている。薄肉部116の下端はベース部130と接続されている。
ベース部130は、基板210に取り付け可能な取付面131を有する概ね板状の部材である。ベース部130は、薄肉部116と一体に結合されている。ベース部130と薄肉部116とが連続する位置には、筒状部111の内部空間114に繋がる開口132が形成されている。接点120は、開口132の周縁に位置しており、開口132を通じて視認可能である。ベース部130は、開口132がLED212及び基板側接点211に対応する位置に基板210に取り付けられている。それにより、LED212は、本体110の内部空間114に封止されている。接点120は、開口132の周縁において、基板側接点211と一定の空間を介して対向した状態になっている。
操作者により押下面112が押下されると、筒状部111には基板210側に移動しようとする押下力が作用し、筒状部111が薄肉部116を押圧する。押圧された薄肉部116が弾性変形することで、筒状部111及び接点120が、基板210側に移動する。接点120が基板210側に移動することで、接点120と基板側接点211とが接触し、本体110は図4に示されるような通電状態となる。図4において、接点120は基板側接点211と接触しており、筒状部111に押圧された薄肉部116は、下方内側に向けて弾性的に湾曲されている。薄肉部116の弾性力に基づき、本体110を通電状態へと導くために必要なキー荷重が変化する。当業者は、最適なキー荷重に基づき、薄肉部116の厚みや傾斜角度を適宜選択することができる。上述された通り、接点120と基板側接点211とが接触されることで、電気信号が生成されて、制御回路に伝送される。
操作者による押下面112の押下状態が解除されると、薄肉部116は、弾性的に元の形状に復元される。薄肉部116に押し上げられた筒状部111も元の位置に戻る。こうして、接点120と基板側接点211とは、再び離間された状態に復帰される。
スイッチ用カバー部材100は、異なる2種類のラバー素材によって成型されている。押下面112を含む筒状部111の概ね上半部は、透光性を有する乳白色の第1ラバーによって成型されている。筒状部111の概ね下半部、薄肉部116、及びベース部130は、遮光性を有する黒色の第2ラバーによって成型されている。第1ラバー及び第2ラバーとしては、例えばシリコンゴムやシリコンゴムをベースとした合成ゴムが使用可能である。これらのラバー素材は通常は半透明であるが、塗料やカーボンブラック等が含有されて、乳白色や黒色のラバー素材が製造されうる。なお、第1ラバーは必ずしも乳白色である必要はなく、透光性を有する他の色のラバーが採用されてもよい。同様に、第2ラバーも必ずしも黒色である必要はなく、遮光性を有するラバーであればよい。以下、本体110における第1ラバーによって成型された箇所が上側部117、第2ラバーによって成型された箇所が下側部118と称される。
上側部117の表面は黒色の遮光性塗料140によってコーティングされている。押下面112の遮光性塗料140が剥離された領域によってアイコン141が形成されている。
図4に示されるように、筒状部111の側面115は、遮光突起232によって一部が覆われた状態になっている、遮光突起232は、側面115に概ね隣接するように基板210側に突出している。接点120が基板側接点211と離間されている状態において、遮光突起232の先端233は、上側部117と下側部118との境界119よりも基板210に近い位置にある。即ち、側面115における上側部117と下側部118の一部とが、遮光突起232によって覆われた状態になっている。
続けて、スイッチ用カバー部材100の製造方法の一例が以下に説明される。
[スイッチ用カバー部材100の製造方法]
上述されたスイッチ用カバー部材100は、二度の成型処理によって製造される。一度目の成型処理によって、上側部117となる第1ラバーが成型される。二度目の成型処理によって、下側部118及びベース部130となる第2ラバーが成型される。スイッチ用カバー部材100のより詳細な製造方法が以下に説明される。
第1ラバー及び第2ラバーの成型には、例えばプレス加工が使用される。生ゴムの状態の第1ラバーは、第1の金型のキャビティ(空隙間)にセットされる。第1の金型のキャビティは、上側部117の形状を有した空間である。第1の金型が熱板間に挟まれて加圧される。同時に、キャビティに硫黄や過酸化物が流し込まれて、第1ラバーは加硫される。こうして、第1ラバーは、上側部117の形状に成型される。
成型された第1ラバーには、押下面112及び側面115に対応する位置に遮光性塗料140によるコーティングが施される。遮光性塗料140としては、例えばシリコン系のベース塗料に対して着色剤としてのカーボンが約10〜20%添加されたものが使用される。
押下面112を皮膜する遮光性塗料140が、アイコン141に応じた形に部分的に剥離される。このアイコン141の形成には、例えばレーザエッチングが使用可能である。
アイコン141が形成された第1ラバーは、第2の金型のキャビティにセットされる。第2の金型のキャビティは、スイッチ用カバー部材100の形状を有した空間である。まず、第1ラバーは、キャビティの上側部117に対応する領域にそれぞれセットされる。続けて、生ゴムの状態の第2ラバーが、キャビティの開いている領域、即ち、下側部118及びベース部130に対応する領域にセットされる。上述された方法と同様にして、第2ラバーは、下側部118及びベース部130の形状に成型され、第1ラバーと一体となる。以上の手順によりスイッチ用カバー部材100が製造される。
なお、レーザエッチング等によるアイコン141の形成は、必ずしも第2ラバーの成型の前に行われる必要はなく、第1ラバーと第2ラバーとが一体となった後に行われてもよい。
[操作パネル200の動作]
図5において、LED212が照射する光の進路の一部が矢印によって示される。上述されたように、LED212は、制御回路の制御に基づき発光する。LED212が照射した光のうち、下側部118に到達した光の成分である光線310は、遮光性の第2ラバーによって吸収または反射され、本体110の外部には放射されない。一方、上側部117に到達した光の成分である光線320、330は、透光性を有する第1ラバーを透過して、上側部117の内部に入射される。上側部117の内部に入射された光の成分のうち、上側部117の表面の遮光性塗料140に到達した光の成分である光線320は、遮光性塗料140によって吸収または反射され、本体110の外部には放射されない。上側部117の内部に入射された光の成分のうち、遮光性塗料140が剥離されてアイコン141が形成された領域に到達した光の成分である光線330は、アイコン141を透過して、本体110の外部に放射される。したがって、LED212が照射した光は、アイコン141が形成された箇所のみから外部に放射される。
また、接点120と基板側接点211とが離間した状態において、側面115における上側部117と下側部118の一部とが、遮光突起232によって覆われた状態になっているため、仮に経年変化より遮光性塗料140が剥離された箇所や境界119からわずかな光が漏れ出したとしても、光は遮光突起232により遮蔽され、周囲に拡散することはない。
[本実施形態の作用効果]
第2ラバーは遮光性を有するので、筒状部111の側面115や薄肉部116から光が漏れ出すことはない。したがって、光はアイコン141のみから外部に透過し、アイコン141の視認性が向上する。また、下側部118は遮光性塗料140によってコーティングされていないため、薄肉部116の弾性が変化することはなく、適正なキー荷重が維持される。
また、共通のベース部130に複数の本体110が設けられたとしても、光が隣接する本体110に漏れ出すことはないため、アイコン141の良好な視認性が維持される。
また、筒状部111の側面115から漏れだした光は、遮光突起232により遮蔽されるので、光が周囲に拡散する可能性はさらに低減される。
[変形例]
操作パネル200は、上述された機能の他にも多様な機能を備えることができる。例えば、操作パネル200には、操作者が機器の操作に供する表示画面が天板230から視認可能に設けられていてもよく、表示画面には、電子機器の状態がリアルタイムに表示されてもよい。
また、電子機器の制御回路の機能の少なくとも一部が、基板210の電子回路に設けられてもよい。例えば、LED212の発光状態は、基板210の電子回路によって制御されてもよい。
また、操作パネル200は、必ずしも電子機器の内部に組み込まれている必要はなく、有線又は無線の手段によって、電子機器の制御回路に信号を伝送可能に構成されていればよい。
100・・・スイッチ用カバー部材
110・・・本体
112・・・押下面
114・・・内部空間
116・・・薄肉部
117・・・上側部
118・・・下側部
119・・・境界
120・・・接点
130・・・ベース部
132・・・開口
140・・・遮光性塗料
200・・・操作パネル
210・・・基板
211・・・基板側接点
212・・・LED(光源)
230・・・天板
231・・・スイッチ穴
232・・・遮光突起
233・・・先端

Claims (4)

  1. 電子機器の押釦スイッチに使用され、操作者により押下される押下面の一部が光源からの光を透過可能なスイッチ用カバー部材を備えた電子機器用の操作パネルであって、
    外部の回路と電気的に接続される回路側接点が露出した基板と、
    上面が上記押下面として筒状に形成され、下端の開口を通じて外部と連続する内部空間を有する本体と、
    上記本体の開口の周縁において上記回路側接点と対応する位置に設けられた接点と、
    上記本体の開口の周縁から外側へ延出されており、上記接点を電子機器の基板から離間した状態に支持するベース部と、
    上記基板上に設けられ、上記本体を上記内部空間から照射する光源と、
    上記本体に対応する位置にスイッチ穴が設けられ、当該スイッチ穴から上記押下面が外部に露出するように、上記基板を覆う天板と、を備えており、
    上記本体は、上記開口付近に上記ベース部に連続して設けられており、上記押下面に付与される押下力により、上記接点を上記回路側接点に接触する位置へ移動可能に弾性変形する薄肉部を有するものであり、
    上記押下面を含む上記本体の上側部は、透光性を有する第1ラバーにより成型されており、その外面が遮光性の塗料によって上記押下面の上記一部のみが上記光源からの光を透過可能に部分的に皮膜されたものであり、
    上記薄肉部を含む上記本体の下側部は、遮光性の第2ラバーにより上記上側部と連続して成型されたものであり、
    上記天板には、上記スイッチ穴の周縁に沿って、上記本体の側面に隣接して上記基板側に突出する遮光突起が形成されており、
    上記遮光突起の先端は、上記接点が電子機器の基板から離間した状態にあるとき、上記上側部と上記下側部との境界よりも上記基板に近い位置で、且つ上記薄肉部より上記スイッチ穴に近い位置にある電子機器用の操作パネル。
  2. 上記遮光突起は、第1遮光突起と、上記第1遮光突起よりも上記スイッチ穴から離れた第2遮光突起とを含み、
    上記第1遮光突起の先端は、上記第2遮光突起の先端よりも上記スイッチ穴に近い位置にあることを特徴とする請求項1に記載の電子機器用の操作パネル。
  3. 上記第1遮光突起は、上記基板に近づくほど上記本体の側面から離れる形状であることを特徴とする請求項2に記載の電子機器用の操作パネル。
  4. 筒状の上記本体の径方向において、上記第1遮光突起の先端は、上記薄肉部よりも外側にあることを特徴とする請求項2又は3に記載の電子機器用の操作パネル。
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