JPWO2010134605A1 - スイッチ装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

固定接点１０が設けられた回路基板２と、回路基板２上に配置され、上方からの押圧力で変形して固定接点１０に接触する可動接点３と、可動接点３が配置された回路基板２の面を覆い、可動接点３を回路基板２上に保持するスイッチ押さえシート４と、スイッチ押さえシート４上に載置され、内部に光を通す導光シート５と、導光シート５の内部に光を入射する発光ダイオード７と、スイッチ押さえシート４と導光シート５との間で、且つ、可動接点３に対応する箇所に隙間２０を形成する突起６とを備えるスイッチ装置。

Description

本発明は、導光シートによって操作面を照らすスイッチ装置及びこれを用いた電子機器に関する。

特許文献１に開示された従来のスイッチ装置１００を図１に示す。このスイッチ装置１００は、複数の固定接点１０１が設けられた回路基板１０２と、この回路基板１０２上に配置された複数の可動接点１０３と、この複数の可動接点１０３が配置された回路基板１０１の面を覆うスイッチ押さえシート１０４と、スイッチ押さえシート１０４上に載置された導光シート１０５と、この導光シート１０５の側面の外側に配置され、側面より内部に光を入射する光源としての発光ダイオード１０６と、導光シート１０５の上方に配置された操作シート１０７とを備えている。

各可動接点１０３は、ドーム状に形成され、上方からの押圧力で弾性変形して各固定接点１０１に接触する。各可動接点１０３とこれに対応する各固定接点１０１とによって押下スイッチ部１１０が構成されている。

スイッチ押さえシート１０４は、各可動接点１０３のドーム状を外側から保持する形状をなし、各可動接点１０３を回路基板１０２上の所定位置に保持する。

導光シート１０５は、各可動接点１０３による起伏に倣うように自重で変形し、波形状態で配置されている。

操作シート１０７は、各可動接点１０３に対応する位置にキートップ部１０７ａと押圧部１０７ｂをそれぞれ有する。各キートップ部１０７ａには操作情報が表示されている。操作シート１０７は、透光性材料にて形成されている。

発光ダイオード１０６からの光は、導光シート１０５の内部に入射する。入射した光は導光シート１０５内を進行し、その一部が散乱する。この散乱光の一部は外部に漏れ、操作シート１０７から射出する。これにより、操作シート１０７が照らされ、暗い場所でもユーザは操作シート１０７の操作情報を視認して操作を行うことができる。

特開２００７−３２４１００号公報

導光シート１０５は、操作面からの押下力をスイッチ押さえシート１０４に伝達する機能、内部に光を通す機能等がある。導光シート１０５としてはシリコン系やウレタン系のシートが使用される。しかし、これらシート材は粘着性を有するため、導光シート１０５がスイッチ押さえシート１０４に密着し易い。導光シート１０５がスイッチ押さえシート１０４に密着すると、その部分で光の散乱が起き、所望の位置（即ち、散乱を意図した位置）以外から光が外部に漏れてしまう。これにより、操作面の照光の均一性が損なわれるという問題がある。

本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、導光シートによって操作面を照らすものにあって、照光の均一性を極力維持できるスイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様はスイッチ装置であって、固定接点が設けられた回路基板と、前記回路基板上に配置され、上方からの押圧力で変形して前記固定接点に接触する可動接点と、前記可動接点が配置された前記回路基板の面を覆い、前記可動接点を前記回路基板上に保持するスイッチ押さえシートと、前記スイッチ押さえシート上に載置され、内部に光を通す導光シートと、前記導光シートの内部に光を入射する光源と、前記可動接点に対応する箇所において、前記スイッチ押さえシートと前記導光シートとの間又は前記可動接点と前記導光シートとの間に設けられ、該スイッチ押さえシートと該導光シートとの間に隙間を形成する突起とを備える。

前記可動接点はドーム状に形成され、前記突起は、前記可動接点のドーム状の頭頂部に対応する位置に設けられることが好ましい。

前記突起の高さは、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内あり、且つ、該突起の断面の直径は０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。

前記突起は円柱状もしくは半球状の形状を有することが好ましい。

本発明の第２の態様は、上記スイッチ装置を備える電子機器である。

従来のスイッチ装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係るスイッチ装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。 図３に示すスイッチ装置の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るスイッチ装置の要部断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図２〜図４は本発明の第１実施形態を示し、図２はスイッチ装置１の分解斜視図、図３は図２に示すスイッチ装置１の断面図、図４は図３の要部拡大図である。

図２及び図３に示すように、スイッチ装置１は、携帯電話等の電子機器の情報入力部に搭載されている。スイッチ装置１は、回路基板２と、この回路基板２上に配置された複数の可動接点３と、この複数の可動接点３が配置された回路基板２の面を覆うスイッチ押さえシート４と、スイッチ押さえシート４上に載置された導光シート５と、スイッチ押さえシート４と導光シート５の間に介在された複数の突起６と、導光シート５の側面の外側に配置され、導光シート５の側面より内部に光を入射する光源である発光ダイオード７と、導光シート５の上方に配置された操作シート８とを備えている。

回路基板２は、例えば、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなるプリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）若しくはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）である。回路基板２は、その表面に導電性材料の印刷等によって形成された回路パターンを有する。この回路パターンは、複数の固定接点１０と、この各固定接点１０の周囲にそれぞれ配置された複数の環状接点部１１とを有する。

各可動接点３は、可撓性と導電性を有するステンレスや銅等の金属等の薄板をドーム状に加工することで形成されている。ドーム状の各可動接点３の周縁下端は、環状接点１１上に配置され、固定接点１０は各可動接点３の内側に位置する。可動接点３と固定接点１０とによって押下スイッチ部１２が構成されている。そして、可動接点３に押下力が作用しない状態では、可動接点３と固定接点１０は非導通である。可動接点３に押下力が作用すると、その頭頂部は固定接点１０に向かって窪むように弾性変形し、固定接点１０に接触する。その結果、可動接点３と固定接点１０が導通する。

スイッチ押さえシート４は、例えばポリエステル、オレフィン等からなる厚さ０．０７ｍｍの絶縁性の白色シートである。スイッチ押さえシート４は、各可動接点３に対応する位置にドーム状凸部４ａを有し、各可動接点３をほぼ隙間なく覆っている。これにより、スイッチ押さえシート４は、各可動接点３を回路基板２上の所定位置に保持する。スイッチ押さえシート４は、回路基板２及び複数の可動接点３に接着剤によって接着されている。

導光シート５は、透明なシリコン、ウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、メタクリル樹脂等の透光性を有する材料より形成されている。導光シート５は、例えば回路基板２とほぼ同じ大きさで、厚さが約０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのシートである。導光シート５は、各可動接点３及び突起６による起伏に倣うように自重で変形し、波形状態で配置されている。導光シート５の内部は光路となる。導光シート５の波形形状は、所定の箇所から所定割合の光を散乱によって漏れさせ、導光シート５全体として照光の均一性が保持されるように、設定されている。

各突起６は、スイッチ押さえシート４と導光シート５の間で、且つ、各可動接点３の頭頂部に対応する位置に設けられている。この突起６は、各可動接点３に対応する位置におけるスイッチ押さえシート４と導光シート５の間に、隙間２０を形成する。各突起６は円柱形である。各突起６の高さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で、その直径は０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内である。各突起６は、紫外線硬化樹脂により形成されている。具体的には、突起６は、スイッチ押さえシート４又は導光シート５の面で、可動接点３の頭頂部に対応する位置（スイッチ押さえシート４の場合には、各ドーム部４ａの頭頂部）に円柱状の紫外線硬化樹脂を載置し、この円柱状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し硬化させることによって作製される。

発光ダイオード７は、回路基板２に実装されている。発光ダイオード７は、回路基板２の面に対して平行な方向に光を射出する側面発光型ダイオードである。発光ダイオード７は、導光シート５の一側面５ａよりその内部に光を入射する。図４は、導光シート５内における発光ダイオード７からの光の進行方向の一例を矢印で示している。

操作シート８は、各可動接点３に対応する位置にキートップ部８ａと押圧部８ｂをそれぞれ有する。各キートップ部８ａには操作情報が表示されている。キートップ部８ａの表面が操作面である。操作シート８は、透光性材料にて形成されている。

上述した構成のスイッチ装置１によれば、発光ダイオード７からの光は導光シート５の内部に入射する。入射した光は導光シート５内を進行し、その一部が散乱する。この散乱光の一部は外部に漏れ、操作シート７から射出する。これにより、操作シート７が照らされ、暗い場所でもユーザは操作シート７の操作情報を視認して操作を行うことができる。

上述の通り、スイッチ押さえシート４と導光シート５との間の可動接点３に対応する箇所に、突起６が設けられている。従って、突起６の周囲には隙間２０ができる。そのため、導光シート５に粘着性があっても、導光シート５がスイッチ押さえシート４に密着する可能性が非常に低い。従って、導光シート５によって操作面を照らすものにあって、照光の均一性を極力維持できる。

又、スイッチ押さえシート４と導光シート５の間には、突起６の近傍の周囲で突起６の高さに相当する隙間２０が確実に形成される。この構造は、スイッチ押さえシート４と導光シート５間の密着の可能性を低くするのに有利である。

可動接点３はドーム状の形状を有し、突起６は、可動接点３のドーム状の頭頂部に対応する位置に設けられている。ユーザがドーム状の可動接点３の頭頂部に対応する箇所を押下したとき、その押下力は突起６を介して可動接点３に伝わる。更に、可動接点３が固定接点１０に接触した際に生じるの当該押下力の反力は、突起６を介してユーザに伝わる。そのため、ユーザには可動接点３が固定接点１０に接触した場合の明確な感触を感じ取ることができ、操作性が向上する。

又、突起６は、可動接点３の頭頂部に対応する箇所に設けたが、スイッチ押さえシート４と導光シート５間に隙間２０を形成できる位置であれば良い。突起６は、１つの可動接点３に対し１つだけ設けられているが、複数個設けても良い。

更に、突起６は、その高さが０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で、且つ、直径が０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であるので、スイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触を確実に防止でき、しかも、良好なスイッチ耐久性及びスイッチ感触を得ることができる。この理由については、下記の実施例の箇所で示す。

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態を示し、スイッチ装置の要部断面図である。図５において、第２実施形態のスイッチ装置は、前記第１実施形態のものと比較するに、複数の突起６が各可動接点３とスイッチ押さえシート４との間に配置されている点が相違する。詳細には、スイッチ押さえシート４のドーム状凸部４ａの頭頂部（各可動接点３の頭頂部に対応する箇所）には、上方に窪む凹部４ｂが形成されている。この凹部４ｂの内部に突起６が配置されている。この突起６の上面に位置するスイッチ押さえシート４の上面は導光シート５に接触しているが、凹部４ｂおよび突起６により、突起６の周囲におけるスイッチ押さえシート４と導光シート５の間には、隙間２１が形成される。各突起６は円柱形である。各突起６の高さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で、その直径は０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内である。各突起６は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂）より形成されている。突起６は、スイッチ押さえシート４の可動接点３の頭頂部に対応する位置、つまり、スイッチ押さえシート４の凹部４ｂに円柱状のＰＥＴ樹脂を配置される。なお、この円柱状のＰＥＴ樹脂は、凹部４ｂに接着剤または粘着剤によって固定されても良く、これらを用いずに単純に凹部４ｂに嵌合させるだけでも良い。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態のスイッチ装置でも、前記第１実施形態と同様に、スイッチ押さえシート４と導光シート５の間の可動接点３に対応する箇所に、隙間２１が形成される。そのため、導光シート５に粘着性があっても、導光シート５がスイッチ押さえシート４に密着する可能性が非常に低い。従って、導光シート５によって操作面を照らすものにあって、照光の均一性を極力維持できる。

突起６は、スイッチ押さえシート４の凹部４ｂ内に配置されるので、突起６が確実に適正な位置に固定される。従って、突起６が位置ずれしたりせず、又、製造作業も容易である。

（その他の実施形態）
第１実施形態では、スイッチ押さえシート４と導光シート５の間に突起６が設けられる。第２実施形態では、スイッチ押さえシート４と可動接点３との間に突起６が設けられる。この突起６の設置によって、スイッチ押さえシート４と導光シート５との間の可動接点３に対応する位置に隙間２０，２１が形成される。しかしながら、２つの突起６を一方をスイッチ押さえシート４と導光シート５の間に設け、その他方をスイッチ押さえシート４と可動接点３との間に設けても良い。

上述した突起６は、円柱形に限られず、半球形でも良い。

第１実施形態及び第２実施形態において、発光ダイオード７は、導光シート５の１つの側面５ａだけでなく、２つ以上の側面に光を入射するように配置されても良い。又、光源は、発光ダイオード７に限られない。

（実施例）
下記の表１に示すように、突起６の材料、位置、高さ、直径の少なくとも１つが異なる１０種類の実施例（実施例１〜１０）と、突起６が設けられていない比較例（従来例）について、スイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触の有無、スイッチ耐久性の良否及びスイッチ感触の良否を検証した。突起６は、各実施例及び比較例共に全て円柱状である。以下、詳細に説明する。

突起６の材料として、実施例１〜実施例４では紫外線硬化樹脂を、実施例５〜実施例８では粘着剤付きのＰＥＴ樹脂を、実施例９及び１０では粘着剤が付いていないＰＥＴ樹脂をそれぞれ使用した。

実施例１では、突起６をスイッチ押さえシート４と導光シート５の間（表１ではポジションＡと表記）に設け、突起６の高さを０．２ｍｍに、突起６の直径を２．５ｍｍとした。実施例２では、実施例１に対し、突起６の高さを０．１５ｍｍに、突起６の直径を２．０ｍｍに変更した。実施例３では、実施例２に対し、突起６の直径を０．７ｍｍとした。実施例４では、突起６を可動接点３とスイッチ押さえシート４の間（表１ではポジションＢと表記）に設け、突起６の高さを０．１５ｍｍに、突起６の直径を１．０ｍｍとした。

実施例５では、突起６をスイッチ押さえシート４と導光シート５の間（ポジションＡ）に設け、突起６の高さを０．０５ｍｍに、突起６の直径を１．０ｍｍとした。実施例６では、突起６を可動接点３とスイッチ押さえシート４の間（ポジションＢ）に設け、突起６の高さを０．０５ｍｍに、突起６の直径を０．７ｍｍとした。実施例７では、実施例６に対し、突起６の直径を２．５ｍｍに変更した。実施例８では、実施例６に対し、突起６の直径を０．７ｍｍに変更した。

実施例９では、突起６を可動接点３とスイッチ押さえシート４の間（ポジションＢ）に設け、突起６の高さを０．２ｍｍに、突起６の直径を１．０ｍｍとした。実施例１０では、実施例９に対し、突起６の高さを０．０５ｍｍに変更した。

先ず、突起６の周囲におけるスイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触の有無について検証した。表１に示すように、実施例１〜実施例１０では、いずれもスイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触が見られなかった。これに対し、比較例では、スイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触が見られた。比較例では、突起６を設けなかったために接触が発生したと考えられる。

次に、スイッチ感触について試験した。スイッチ感触については、直径５ｍｍの平板でスイッチを押し、感触の良し悪しを試験した。表１において、各実施例及び比較例に対し、スイッチ感触の良いものを“○”で表し、スイッチ感触の悪いものを“×”で表した。この表に示すように、実施例１〜実施例１０では、いずれもスイッチ感触が良かった。これに対し、比較例ではスイッチ感触が悪かった。比較例では突起６がないことにより、スイッチ感触が悪くなったと考えられる。

次に、スイッチ耐久性の良否について試験した。表１に示すように、実施例１〜実施例１０および比較例のいずれにおいても、スイッチ耐久性は良好であった。

以上の実験結果より、突起６は、その高さが０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で、且つ、直径が０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であれば、スイッチ押さえシート４と導光シート５間の接触を確実に防止でき、しかも、良好なスイッチ耐久性及びスイッチ感触が得られることが実証された。

スイッチ装置において、スイッチ押さえシートと導光シートとの間の可動接点に対応する箇所に、突起が設けられる。この突起はその周囲に隙間を形成し、導光シートがスイッチ押さえシートに密着する可能性を低減する。従って、導光シートによって操作面を照らす電子機器等に対して、照光の均一性を極力維持できるスイッチ装置を提供することができる。

Claims (5)

1. 固定接点が設けられた回路基板と、
   前記回路基板上に配置され、上方からの押圧力で変形して前記固定接点に接触する可動接点と、
   前記可動接点が配置された前記回路基板の面を覆い、前記可動接点を前記回路基板上に保持するスイッチ押さえシートと、
   前記スイッチ押さえシート上に載置され、内部に光を通す導光シートと、
   前記導光シートの内部に光を入射する光源と、
   前記可動接点に対応する箇所において、前記スイッチ押さえシートと前記導光シートとの間又は前記可動接点と前記導光シートとの間に設けられ、該スイッチ押さえシートと該導光シートとの間に隙間を形成する突起とを備えたことを特徴とするスイッチ装置。
2. 請求項１記載のスイッチ装置であって、
   前記可動接点はドーム状に形成され、前記突起は、前記可動接点のドーム状の頭頂部に対応する位置に設けられることを特徴とするスイッチ装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のスイッチ装置であって、
   前記突起の高さは、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内にあり、且つ、該突起の直径は、０．７ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であることを特徴とするスイッチ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスイッチ装置であって、
   前記突起は円柱状もしくは半球状の形状を有することを特徴とするスイッチ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスイッチ装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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