JPH04332413A - 自照式キーボードスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、１枚の基板上に複数
のスイッチを備え、キートップ部を照光する自照式キー
ボードスイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は実開昭５９−２０３１号公報に示
された従来の自照式スイッチの正面断面図である。図に
おいて、１は外部筺体、２は自照式スイッチ部全体、３
はプリント基板、４はケース、５は前記ケース４に埋設
され、一端を前記プリント基板３と接続している中心電
極、６は前記中心電極５を取り囲むように前記ケース４
に埋設され、一端を前記プリント基板３と接続している
環状電極、７は前記環状電極６上におかれ、その円周で
接触している導電性材製ドーム状の板ばね、８は前記ケ
ース４内で前記板ばね７上に設けられ、上下に移動可能
でかつ透光性を有するアクチェータ、８ａはアクチェー
タ８に内蔵されたＬＥＤ素子、８ｂはＬＥＤ素子８ａの
台座としての陽極端子、８ｃはＬＥＤ素子８ａとボンデ
ィングワイヤ８ｄにより電気的に接続されている陰極端
子、９は前記陰極端子８ｃの一端と接触し、前記プリン
ト基板３に接続されるアース電極、１０は前記外部筺体
１よりその上部が突出し、下面がアクチェータ８の上面
に当接している上下に移動可能で、かつ透光性を有する
キートップである。

【０００３】次に動作について説明する。キートップ１
０が定常状態にあるときには、ケース４に埋設された中
心電極５と環状電極６は開離しており、つまりスイッチ
部はＯＦＦ状態であるが、アクチェータ８内のＬＥＤ素
子８ａは、陽極端子８ｂの端部が環状電極６上に載置し
た板ばね７の頂部と当接し、陰極端子８ｃがアース電極
９と当接していることにより、電気的に接続され発光可
能状態となっている。発光素子８ａより発せられた光は
アクチェータ８内を通過し、キートップ１０の下面より
進入してその上面を照らし、キートップ１０の視認性を
高めている。

【０００４】そして、スイッチ部の動作としては、照光
している任意のキートップ１０を押し下げることにより
、アクチェータ８も下に押し下げられ、アクチェータ８
の陰極端子８ｃがアース電極から開離し、アクチェータ
８への通電が断たれ、発光素子８ａは消灯状態になる。

【０００５】また、アクチェータ８はその陰極端子８ｃ
をアース電極９から開離させると同時に、その台座とし
ての陽極端子８ｂが当接している板ばね７を押し下げ始
め、板ばね７は支点をその円周とするドーム状であるの
で、ある一点を越えてさらに押し下げられると反転し、
ケース４に埋設されている中心電極５に接触する。この
ことにより、環状電極６と中心電極５が板ばね７を介し
て電気的に接続され、スイッチ部は通電可能、つまりＯ
Ｎ状態となる。

【０００６】なお、キーボードスイッチのように複数の
スイッチ部を有する場合には、上記構造の自照式スイッ
チ部２をプリント基板３上に複数並べる構造をとるもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の自照式スイッチ
の組み立て工程は、まず自照式スイッチ部２を組み立て
、プリント基板３に実装し、外部筺体１を乗せるという
順になるが、これをキーボードスイッチのような複数の
スイッチをもつ構造のものに使用した場合、使用個数分
の自照式スイッチ部２を組み立て、それをプリント基板
上に個々に挿入実装するため、作業工程が多く、かつ自
動化が難しいなど作業性が悪い。

【０００８】また、自照式スイッチ部２が個別組み立て
部品であるために、キーボードスイッチの薄形が難しい
。そして、アクチェータ８中のＬＥＤ素子８ａに通電を
行うために、アクチェータ８の陰極端子８ｃとアース電
極９、環状電極６と板ばね７の間等に接触部をもつため
、それらの接触部での通電ロス及び導通不良を発生しや
すい等の問題点があった。

【０００９】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、キーボードスイッチのように
複数のスイッチを必要とする製品の場合に、組み立ての
作業性が良く、薄形化が可能で、かつ発光素子の導通不
良を危惧することがない自照式スイッチを得ることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自照式キ
ーボードスイッチは、電極パターンを形成した高分子フ
ィルム上に発光素子を実装し、この発光素子を内蔵する
キートップからなるものである。すなわち、請求項１に
係る発明は、複数のスイッチ部とそのスイッチ部を駆動
させるために、各スイッチ部に対応して照光する複数の
キートップとが設けられた、自照式キーボードスイッチ
において、導電パターンを有する高分子フィルム上に発
行素子を内蔵した高分子製キートップが前記高分子フィ
ルムと一体モールド成形されていることを特徴とする自
照式キーボードスイッチである。また、請求項２に係る
発明は、高分子フィルムに貫通穴を設け、その穴を介し
て高分子製キートップが上下にモールド成形され一体化
していることを特徴とする自照式キーボードスイッチで
ある。また、請求項３に係る発明は、キートップの１部
又は全体に拡散剤を含有させたことを特徴とするもので
ある。また、請求項４に係る発明は、キートップのモー
ルド材料を発光素子の周囲とそれ以外とに分けて多重成
形としたことを特徴とするものである。また、請求項５
に係る発明は、導電パターンを有する高分子フィルム上
に、ボンディングワイヤをキートップ上面に沿うように
とりつけた発光素子を実装していることを特徴とするも
のである。また、請求項６に係る発明は、発光素子の実
装位置をキートップ中央部より偏心させたことを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明においては、キートップは発光
素子のモールド機能材も兼ね、発光素子を中に埋め込む
形で発光素子を接続した高分子フィルムにモールド成形
されており、１枚のフィルム上に複数のキートップ部を
成形可能で、部品点数の削減が図れ、発光素子への通電
において接触部が不要となる。また、請求項２の発明に
おいては、キートップをモールド成形する際に高分子フ
ィルムに穴を明けておくので、高分子フィルムに対する
キートップの固着強度が高くなる。また、請求項３の発
明においては、キートップをモールド成形する際に、キ
ートップの全体あるいは一部に拡散剤を含有させるので
、発光素子へ通電が行われた際キートップ上面全体をむ
らなく光らせ、視認性の良いキートップを得られる。 また、請求項４の発明においては、キートップを形成す
る際に、多重成形を行うので製造工程での歩留りが良く
なる。また、請求項５の発明においては、ＬＥＤ素子を
水平実装することにより、さらにキーボードスイッチの
薄形化が可能となる。また、請求項６の発明においては
、ＬＥＤ素子の実装位置をキートップ中央部より偏心す
ることにより、キートップを押したときの加圧力が直接
ＬＥＤ素子に加わらないのでＬＥＤ素子及びボンディン
グワイヤが損傷する危険性が少なくなる。

【００１２】

【実施例】実施例１． 以下、この自照式キーボードスイッチの実施例を図につ
いて説明する。図１はこの発明の一実施例を示すキーボ
ードの分解斜視図、図２はこの発明の一実施例の構成を
示す正面図、図３は一実施例で使用されるスイッチの概
略的な構造図であり、図において１は外部筺体、１ａは
外部筺体に設けられた貫通孔、１０はＬＥＤ素子８ａを
内蔵し、かつ透光性を有する硬質エポキシ材のキートッ
プ、１０ａは前記貫通孔１ａから前記外部筺体１の上面
より外に僅かに突出する前記キートップ１０の上部、１
１は前記キートップ１０がモールド成形により一体化さ
れ、かつＬＥＤ素子８ａの導通用電極パターン（図示せ
ず）が印刷等で形成されているＰＩ（ポリイミド）、Ｐ
ＥＴ（ポリエステル）等の可とう性を有する高分子フィ
ルム、１０ｂは前記高分子フィルム１１を上下から挟む
ようにモールド成形された前記キートップ１０の下部、
１２は前記高分子フィルム１１と複数の接点部を有する
シート状スイッチ体１３との間に設けられ、キートップ
下部１０ｂを突出させるために設けられた空間を有する
支持体、１３ａ、１３ｂはそれぞれ前記シート状スイッ
チ体１３に設けられ、前記キートップ１０部に対応して
形成されている一対の接点の可動電極と固定電極、１３
ｃは前記可動電極１３ａと固定電極１３ｂを隔離するセ
パレータ、１３ｄは可動電極１３ａが印刷等で形成され
ている高分子製の可動シート、１３ｅは固定電極１３ｂ
が印刷等で形成されている高分子製の固定シート、１４
は前記シート状スイッチ体１３の下面に当接するように
設けられた補強板、１５は高分子フィルム１１のキート
ップ１０成形部に設けた貫通穴、１６はキートップ１０
の上部に含有された拡散剤、１７はキートップ１０内部
のＬＥＤ素子８ａ及びボンディングワイヤ８ｄの周囲の
みに施した軟質エポキシ等の軟質モールド材、７はキー
ボードスイッチの操作感触を高めるために、前記キート
ップ下部１０ｂとシート状スイッチ体１３の接点部の間
に設けられた反転動作可能な板ばねである。

【００１３】次に動作について説明する。まず、キーボ
ードスイッチの組み立ては、補強板１４にシート状スイ
ッチ体１３、支持体１２、ＬＥＤ素子８ａを内蔵したキ
ートップ１０がモールド成形により一体化されている高
分子フィルム１１、そして、外部筺体１を積み重ねるこ
とにより完成するという単純なものである。また、ＬＥ
Ｄ素子８ａは高分子フィルム１１上に形成された電極パ
ターンと一方の電極が導電性接着剤により接続され、他
方の電極がボンディングワイヤ８ｄを介して電気的に接
続がなされているため、ＬＥＤ素子８ａへの通電回路中
に開離する接触部が存在しない。高分子フィルム１１に
形成された電極パターンの端部より電圧を印可するこに
より、ＬＥＤ素子８ａが通電状態となり光を発し、キー
トップ１０内部を通り、キートップ上部１０ａを照光す
る。

【００１４】スイッチの動作としては、照光している任
意のキートップ上部１０ａを押し下げることにより、キ
ートップ下部１０ｂの下端が板ばね７の頂部を押し下げ
、ある一点を越えてさらに押し下げられると板ばね７は
反転し、シート状スイッチ体１３の可動電極１３ａ側を
押し下げ、可動電極１３ａが形成されている側の可動シ
ート１３ｂはセパレータ１３ｃを支点としてたわみ、可
動電極１３ａと固定電極１３ｂが接触し、通電可能つま
りＯＮ状態となる。

【００１５】なお、スイッチの動作、つまりキートップ
１０を押し下げることにより、キートップ１０が一体成
形されている高分子フィルム１１は、支持体１２を支点
としてたわむが、このたわみ量は、シート状スイッチ体
１３の可動シート１３ｂの変位量（約０．１ｍｍ）と板
ばね７の変位量（約０．４ｍｍ）の和の約０．５ｍｍと
少ない。このため、高分子フィルム１１に形成されてい
る電極パターンがスイッチの動作によって断線するよう
なことはない。

【００１６】図２に示す実施例では、高分子フィルム１
１のキートップ１０成形部に貫通穴１５を設け、その穴
を介し高分子材料のキートップ１０が上下から高分子フ
ィルム１１を挟むようにモールド成形されている。これ
は、高分子フィルム１１とモールド成形により形成され
たキートップ１０との一体化において、高分子フィルム
１１の片面にのみキートップ１０をモールド成形した場
合よりは高分子フィルム１１とキートップ１０との固着
強度を高めることができ、キートップ１０が高分子フィ
ルム１１より脱落しにくくなる。

【００１７】また、キートップ１０内に拡散剤１６を含
有させることにより、キートップ１０上面の照光むら及
びまぶしさを制御することができ、キートップ１０上面
の視認性を向上させることが可能である。

【００１８】そして、キートップ１０はＬＥＤ素子８ａ
及びボンディングワイヤ８ｄの周囲のみを軟質モールド
材１７でモールド成形し、その外部を硬質エポキシ等の
硬質モールド材料でモールド成形するという二重成形と
している。これは軟質モールド材料の方が硬質モールド
材料よりも硬化時の収縮応力が小さく、キートップ１０
のモールド成形においてＬＥＤ素子８ａ及びボンディン
グワイヤ８ｄを損傷する危険性が小さくなるので、製造
工程での歩留りをよくすることが可能である。また、キ
ートップ１０操作時に印加される外力が軟質モールド材
料部分で緩和されるため、使用時のＬＥＤ素子８ａ及び
ボンディングワイヤ８ｄを損傷する危険性が小さくなる
ので、耐久性の向上も図れる。

【００１９】実施例２． また、図４はこの発明の他の実施例の構造を示すキーボ
ード斜視図、図５は他の実施例で使用されるキートップ
断面図、図６は他の実施例で使用されるＬＥＤ素子実装
部分の拡大図である。

【００２０】図において１０はＬＥＤ素子を内蔵しかつ
透光性を有する硬質樹脂キートップ、１１はＬＥＤ素子
８ａの導通用電極パターン１８が印刷等でスイッチ側に
形成されている高分子フィルム、１９はＬＥＤ素子実装
部、１０ａは前記キートップ上部、２０はＬＥＤ素子が
実装されている前記高分子フィルム１１を折り曲げた立
ち上げ部、１０ｂは前記高分子フィルム１１を折り曲げ
立ち上げることなどによってできた開孔部２１を通して
前記高分子フィルム１１を上下から挟み込むようにモー
ルド成形された前記キートップ下部、１７は前記キート
ップ１０内部のＬＥＤ素子８ａ及びボンディングワイヤ
８ｄの周囲のみに施した軟質モールド材である。なお、
ＬＥＤ素子８ａは前記高分子フィルム１１の電極パター
ン面に垂直方向に実装され、さらにボンディングワイヤ
８ｄで陽極と接続された後、この実装部分を高分子フィ
ルム１１ごと折り曲げ立ちあげることにより、ボンディ
ングワイヤ８ｄを前記キートップ１０上面に対して水平
方向になるような状態で前記キートップ１０に実装内蔵
されている。

【００２１】一般的なＬＥＤ素子８ａの実装方法として
は、高分子フィルム１１のパターン１８上に垂直方向の
ＬＥＤ素子８ａを接着し、次にボンディングワイヤ８ｄ
でＬＥＤ素子８ａと陽極とを接続する。ボンディングワ
イヤ８ｄの一方の端子をＬＥＤ素子８ａの上面電極に接
続しワイヤが断線しないように上方に引き出し適当なル
ープを持たせながら陽極に他の一方を接続する。一般の
方法でそのままキートップ１０に内蔵するとＬＥＤ素子
８ａの厚さ（約０．３ｍｍ）よりもボンディングワイヤ
８ｄをループさせるための引き出し高さ（約０．４ｍｍ
）の方が大きく最低キートップ１０の高さは０．７ｍｍ
以上必要であるが、ＬＥＤ素子８ａを水平実装した場合
、ボンディングワイヤ８ｄは、キートップ上面に対して
水平方向になるような状態でキートップ１０に実装内蔵
されることになるため、キートップの高さはＬＥＤ素子
の厚さ以上あれば良く、この実装法によりさらにキート
ップ１０の薄形化が可能になる。

【００２２】また、ＬＥＤ素子８ａの実装位置をキート
ップ１０の中央部から偏心させることにより、キートッ
プ１０と高分子フィルム１１をモールド成型する際、キ
ートップ下部１０ｂを中央部の開孔部２１から直接突出
させることができるのでキートップ下部１０ｂの厚さを
減らし、さらにキーボードスイッチの薄形化を図ること
ができる。また、キートップ１０の操作時において、Ｌ
ＥＤ素子８ａへの加圧力を低減させることができ、ＬＥ
Ｄ素子８ａ及びボンディングワイヤ８ｄの損傷する危険
性が少なくなる。また、偏心させたことによりキートッ
プ１０上面を均一に照光するこが容易になる。

【００２３】なお、上記実施例ではキートップ材として
エポキシ樹脂を用いたが、他のモールド用樹脂でも良い
ことは言うまでもなく、スイッチ部としてシート上スイ
ッチ体を用いたものについて説明したが、圧力及び変位
を感知できるものであれば上記と同様の効果を奏する。

【００２４】また、上記実施例では、高分子フィルム上
にＬＥＤ素子を直接実装したが、市販のチップＬＥＤの
ように、既に専用基板に実装されている発光素子体を高
分子フィルム上に実装しても上記と同様の効果を奏する
。

【００２５】また、上記実施例ではキートップ上部に拡
散剤を含有させたものついて説明したが、拡散剤は発光
素子より上方のキートップ内に含有させれば上記と同様
の効果を奏する。

【００２６】また、上記実施例では、キートップの成形
をモールド樹脂による二重成形としたものについて説明
したが、二重成形に限定するものではなく、多重成形で
良いことは言うまでもなく、ＬＥＤ素子及びボンディン
グワイヤを保護する軟質モールド材以外のキートップ部
は、モールド成形による一体成形でなくともよく、別途
製作したキートップを接着剤により高分子フィルム上に
後付け実装しても上記と同様の効果を奏する自照式キー
ボードスイッチが得られる。

【００２７】なお、複数のキートップを一体にしたもの
として従来からラバー製キートップのものがあるが、ラ
バーでは電極パターンを形成することが難しいため、上
記の実施例のようにキートップ１０にＬＥＤ素子等の発
光素子を内蔵するこが困難である。またラバー製のもの
に対し、上記本実施例の構成のものは硬質のキートップ
を用いて操作感の良いものが得られるという相違がある
。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によるスイッチ
は、シート状の各部品を重ねる構造になっているため、
キーボードのような複数のスイッチを必要とする機器の
製造において組み立て工程数の削減及び自動化が容易と
なり、作業製の向上が図れる。また、部品点数の削減に
より、キーボードスイッチの薄形化も可能であり、発光
素子への導通不良を起こしにくい照光式スイッチを得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すキーボードの分解斜視
図である。

【図２】本発明の一実施例の構造を示す正面断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施例に用いられているシート状ス
イッチ体の構造概略図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すキーボードの斜視図
である。

【図５】本発明の他の実施例に用いられているキーボー
ド断面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示すＬＥＤ素子実装部分
の拡大斜視図である。

【図７】従来の自照式スイッチの正面断面図である。

【符号の説明】

８ａ　　ＬＥＤ素子 ８ｄ　　ボンディングワイヤ １０　　キートップ １１　　高分子フィルム １５　　貫通穴 １６　　拡散剤 １７　　軟質モールド材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のスイッチ部とそのスイッチ部を
   駆動させるために、各スイッチ部に対応して照光する複
   数のキートップとが設けられた、自照式キーボードスイ
   ッチにおいて、導電パターンを有する高分子フィルム上
   に発行素子を内蔵した高分子製キートップが前記高分子
   フィルムと一体モールド成形されていることを特徴とす
   る自照式キーボードスイッチ。
2. 【請求項２】　　高分子フィルムに貫通穴を設け、その
   穴を介して高分子製キートップが上下にモールド成形さ
   れ一体化していることを特徴とする請求項第１項記載の
   自照式キーボードスイッチ。
3. 【請求項３】　　キートップの１部又は全体に拡散剤を
   含有させたことを特徴とする請求項第１項記載の自照式
   キーボードスイッチ。
4. 【請求項４】　　キートップのモールド材料を発光素子
   の周囲とそれ以外とに分けて多重成形としたことを特徴
   とする請求項第１項記載の自照式キーボードスイッチ。
5. 【請求項５】　　導電パターンを有する高分子フィルム
   上に、ボンディングワイヤをキートップ上面に沿うよう
   にとりつけた発光素子を実装していることを特徴とする
   請求項第１項記載の自照式キーボードスイッチ。
6. 【請求項６】　　発光素子の実装位置をキートップ中央
   部より偏心させたことを特徴とする請求項第１項記載の
   自照式キーボードスイッチ。