JP2002093266A - 照光式押しボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエルドが発生することのない構成として運
用上の信頼性の向上を図るとともに、部品点数の少ない
簡単な構成として組立構成の簡素化を図る。 【解決手段】 固定接点および発光体が配設されるプリ
ント基板４０と、可動接点や拡散部を有する複数の押し
ボタンスイッチが一体形成されたラバースイッチ３０
と、キートップ部２０とを含み、各部が位置合わせされ
て重ね合わされて形成されるようにする。キートップ部
は、プラスチックフィルム２１上に文字などの印刷を施
したあと、アクリル樹脂などの透明樹脂を用いて複数の
キートップをインサート成形して製造する。従って、ウ
エルドが発生することのない構成が実現される。また、
部品点数を減らすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子楽器、
編集装置などの音響機器、通信機器等の電子機器の操作
パネルに搭載される照光式押しボタンスイッチに関し、
特に、キートップが樹脂フィルムシートに搭載された照
光式押しボタンスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音響機器などの電子機器の操作パ
ネルには、押下状態などに応じて各スイッチそれぞれを
個別に点灯することが可能な照光式押しボタンスイッチ
が用いられている。従来の照光式押しボタンスイッチ
は、キートップ部と、可動接点を有するシリコンゴムス
イッチと、固定接点およびＬＥＤが所定の位置に設けら
れているプリント基板とで構成される。

【０００３】キートップ部は、透明樹脂を射出成形して
形成され、ヒンジ構造により複数のキートップが連なっ
た一体構造とされる。キートップ部の裏側には、スクリ
ーン印刷やパッド印刷により、文字や絵柄あるいは透過
性のインクによる背景色のベタ印刷（印刷予定箇所の全
体に印刷すること）が施される。シリコンゴムスイッチ
は、操作感触を発生させる可撓部を有し、ＬＥＤの発し
た光を導光する筒状構造を成す。また、シリコンゴムス
イッチは、側面からＬＥＤの光を漏らさぬように、白色
不透明の色調をした材質が使用される。なお、照光式押
しボタンスイッチにおいては、ＬＥＤの発した光をキー
トップ底面に対して均一に照光するために、シリコンゴ
ムスイッチとキートップ部との間に拡散シートを挟むこ
とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の照光式押しボタ
ンスイッチは、キートップ部の各キートップを連結する
部分が樹脂によるヒンジ構造であったため、その樹脂に
より連なったキートップ部のヒンジ部分に、製造過程で
流し込まれる樹脂によるウエルド（継ぎ目）が発生して
いた。ウエルドが発生すると、当該ウエルド部分が折れ
やすくなっているため、ヒンジ部分の破損によって使用
不能となるおそれがある。従って、スイッチ運用上の信
頼性に欠けるという問題があった。

【０００５】また、ＬＥＤの光を導光する天面が開口し
た筒状構造を持つシリコンゴムスイッチでは、透明樹脂
を射出成形して形成されたキートップの底面を均一に照
光することが困難であるために、シリコンゴムスイッチ
とキートップとの間に拡散シートを挟む必要があり、該
構造が複雑となるという問題もあった。

【０００６】本発明は上述した問題を解消し、ウエルド
が発生することのない構成として運用上の信頼性の向上
を図るとともに、部品点数の少ない簡単な構成として組
立構成の簡素化を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、固定接点が施されるとともに発光体が
配設される基板部（例えば、プリント基板４０）と、可
動接点、導光部および拡散部を有する複数の押しボタン
スイッチが一体形成されたシリコンゴムスイッチ（例え
ば、ラバースイッチ３０）と、キートップ部（例えば、
キートップ部２０）とを含み、各部が位置合わせされて
重ね合わされて形成される照光式押しボタンスイッチで
あって、キートップ部が、樹脂フィルムシート（例え
ば、プラスチックフィルム２１）上にアクリル樹脂など
の透明樹脂を用いて複数のキートップをインサート成形
することで形成されることを特徴とするものである。な
お、キートップ部は、樹脂フィルムシート上に所定の表
示を印刷したあとに、表示が印刷された位置にキートッ
プをインサート成形して形成することが好ましい。

【０００８】上記の構成としたことで、ウエルドが発生
することのない構成とすることができ、運用上の信頼性
の向上を図ることができる。また、部品点数の少ない簡
単な構成とすることができるため、組立構成の簡素化を
図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
面を参照して説明する。図１は、本例の照光式押しボタ
ンスイッチ１０を構成するキートップ部２０の構成例を
示す説明図である。図２は、本例の照光式押しボタンス
イッチ１０を構成するラバースイッチ３０の構成例を示
す説明図である。

【００１０】図１（Ａ）は、本例の照光式押しボタンス
イッチ１０を構成するキートップ部２０を上側から見た
平面図である。図１（Ｂ）は、本例の照光式押しボタン
スイッチ１０を構成するキートップ部２０を横側から見
た平面図である。キートップ部２０は、プラスチックフ
ィルム２１と、プラスチックフィルム２１上に設けられ
た複数（本例では２４個）のキートップ２２ａ〜２２ｘ
で形成される。

【００１１】プラスチックフィルム２１は、例えばポリ
エステルフィルムなどの樹脂フィルムシートにより構成
される。プラスチックフィルム２１上の各キートップ２
２ａ〜２２ｘが設けられる場所には、図示はしないがス
イッチの機能を表示する文字や絵柄が印刷されている。
また、必要な場合には、ＬＥＤの光を透過するインク
（例えば、ポリエステル系の樹脂を主成分としたイン
ク）を用いて赤や黄色などの背景色のベタ印刷が施され
る。これらの印刷は、例えばスクリーン印刷によって行
われる。

【００１２】キートップ２２ａ〜２２ｘは、スイッチ操
作時に操作者によって押圧が加えられる部分であり、そ
れぞれ例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ：ポリメタクリル
酸メチル、メタクリル樹脂）などの透光性の透明樹脂に
より構成される。キートップ２２ａ〜２２ｘは、それぞ
れ、プラスチックフィルム２１上の所定の位置に本例で
はインサート成形（金型に成形物以外のものをインサー
トした状態で、射出成形などによって当該成形物を成形
する）によって形成されるが、詳細は後述する。キート
ップ２２ａ〜２２ｘがプラスチックフィルム２１上に成
形された状態では、プラスチックフィルム２１上に印刷
された文字などは、各キートップ２２ａ〜２２ｘを透過
した態様で操作者などのために表示される。従って、操
作者などは、各キートップ２２ａ〜２２ｘの上方から、
プラスチックフィルム上に印刷された文字など見ること
ができる。このように、本例のキートップ部２０は、表
示シートを兼ねた構成とされている。

【００１３】図２（Ａ）は、本例の照光式押しボタンス
イッチ１０を構成するラバースイッチ３０を上側から見
た平面図である。図２（Ｂ）は、ラバースイッチ３０を
一方の横側から見た平面図である。図２（Ｃ）は、ラバ
ースイッチ３０を他方の横側から見た平面図である。

【００１４】ラバースイッチ３０には、例えばシリコン
ゴムにより複数（本例では２４個）の押しボタン３１ａ
〜３１ｘが一体に構成される。各押しボタン３１ａ〜３
１ｘは、それぞれ、裏面側に、プリント基板上に配され
ている固定接点の回路を閉じるための、例えばカーボン
などの導電性物質が印刷された可動接点（図に現れてい
ない）を有している。ラバースイッチ３０の各押しボタ
ン３１ａ〜３１ｘは、キートップ部２０が位置合わせさ
れて上部に重ね合わされたときに、各キートップ２２ａ
〜２２ｘそれぞれに対応する位置に設けられている。

【００１５】また、ラバースイッチ３０には、押しボタ
ン３１ａ〜３１ｘが上側から押圧を受けたときに可動接
点を下方に移動させるとともに、可動接点とプリント基
板の固定接点が接触してスイッチ回路が閉じたときに操
作感触（クリック感）を発生させるための可撓部３２ａ
〜３２ｘが形成されている。可撓部３２ａ〜３２ｘは、
各押しボタン３１ａ〜３１ｘとラバーシートとの境目
に、他の部分と比較してやや薄く形成される。

【００１６】各押しボタン３１ａ〜３１ｘには、光源
（本例ではＬＥＤ）の光を導光して拡散するための照光
部が形成されている。照光部は、光源が発した光を漏ら
さないように導光するために、例えば白色不透明の色調
を持つ材質（本例では、シリコンゴム）で構成した各押
しボタン３１ａ〜３１ｘの側面部分である導光部と、光
を各押しボタン３１ａ〜３１ｘの天面で拡散させるため
に、例えば拡散シートと同質の材料（本例では、シリコ
ンゴム）で構成した各押しボタン３１ａ〜３１ｘの天面
部分である拡散部とで構成される。

【００１７】さらに、ラバースイッチ３０は、スイッチ
操作時に各押しボタン３１ａ〜３１ｘの内部の空気を外
部に逃がして良好なキー操作感が得られるようにするた
めに、裏面側に空気を排出するための排出部（図２
（Ａ）においてスイッチ間を結ぶ点線で示した部分）３
３が形成されている。なお、ラバースイッチ３０が凹凸
のあるプリント基板と重ね合わされて使用される場合な
どのように、空気の逃げ道が確保されている場合には、
排出部３３を形成しないようにしてもよい。

【００１８】プリント基板は、図示はしないが、例えば
櫛歯状に導電性カーボンインクがスクリーン印刷された
固定接点が複数配されている。固定接点は、プリント基
板にラバースイッチ３０が位置合わせされて重ね合わさ
れたときに、各可動接点の下方に位置するように複数配
される。ラバースイッチ３０がプリント基板と重ね合わ
さた状態では、ラバースイッチ３１の裏側に設けられた
可動接点は、プリント基板に設けられている固定接点と
は接触しない固定接点の上方に位置する。本例では、キ
ートップ２２ａ〜２２ｘへの押圧により押しボタン３１
ａ〜３１ｘが下方に撓み、これに応じて可動接点が下方
に移動され、プリント基板の固定接点に接触することで
プリント基板の櫛歯状接点を導通状態とするように構成
される。なお、可動接点および固定接点の形状や大きさ
はどのようなものであってもよい。また、プリント基板
には、キートップ２２ａ〜２２ｘを照光するために、固
定接点の近傍に任意の個数のＬＥＤが配される。すなわ
ち、１つのスイッチに対して任意の数のＬＥＤが用いら
れる。

【００１９】次に、キートップ部２０の製造工程につい
て図３および図４を参照して説明する。図３は、使用状
態（抜き穴の全てが開けられた状態）におけるプラスチ
ックフィルム２１を上面から見た平面図である。図４
は、キートップ２２ａ〜２２ｘをインサート成形すると
きの状態を示す説明図である。図３に示すように、プラ
スチックフィルム２１には、各キートップ２２ａ〜２２
ｘをインサート成形するときに樹脂を流し込むための複
数（本例では、キートップの数と同数）のゲート穴２１
ａ〜２１ｘが設けられる。

【００２０】先ず、プラスチックフィルム２１のキート
ップ２２ａ〜２２ｘが位置する場所に、各スイッチの機
能などを示す文字（例えば、再生ボタンに「ＰＬＡ
Ｙ」）や図柄を印刷するとともに、ボタンの識別を容易
とするなどのために必要に応じて背景色を印刷する。そ
して、文字等を印刷すると、例えばプレス型によって、
プラスチックフィルム２１にゲート穴２１ａ〜２１ｘを
開ける。本例では、ゲート穴２１ａ〜２１ｘを開けると
きに、キートップ２２ａ〜２２ｘが設けられる位置の周
辺の穴も補助的に一部（特に、キートップ２２ａ〜２２
ｘが形成されたあとでは抜き落とすことが困難である部
分）開けておく。なお、ゲート穴２１ａ〜２１ｘととも
に、プラスチックフィルム２１に開けられる全ての穴を
開けるようにして、図３に示すような状態としておいて
もよい。

【００２１】次いで、キートップ２２ａ〜２２ｘを成形
する処理を実行する。ここでは、代表してキートップ２
２ａの成形工程について説明する。キートップ２２ａ
は、例えば図４（Ａ）に示すような、キートップ形状の
型を有する樹脂成形部２５と、アクリル樹脂を流し込む
ためのゲート（穴）２６ａが形成されているシート固定
部２６とから成る樹脂成形金型を用いて成形される。先
ず、図４（Ａ）に示すように樹脂成形金型にプラスチッ
クフィルム２１を挿入（インサート）し、図４（Ｂ）に
示すように樹脂成形部２５とシート固定部との間にプラ
スチックフィルム２１を挟む。次いで、ゲート２６ａか
らアクリル樹脂を流し込む。すると、アクリル樹脂がゲ
ート穴２１ａを通過してキートップ形状の型に流し込ま
れ、キートップ２２ａが成形されるとともに、キートッ
プ２２ａがプラスチックフィルム２１の所定の位置に熱
圧着により接着される。このようにして、キートップ２
２ａがインサート成形される。そして、未だ開けていな
い場合にはプレス型で最終外形形状およびキー周囲の抜
き穴を抜き落として仕上げ抜きを行う。

【００２２】なお、図示はしないが、樹脂成形金型は、
樹脂成形部２５とプラスチックフィルム２１との間に、
アクリル樹脂を通すことなく空気を逃がすための隙間が
開くように構成されており、空気の逃げ道が確保されて
いる。

【００２３】キートップ２２ａの成形工程について説明
したが、他のキートップ２２ｂ〜２２ｘについても同様
にして成形される。本例では、樹脂成形金型の全体は、
各キートップ２２ａ〜２２ｘ形状の型をそれぞれ有する
複数の樹脂成形部と、各樹脂成形部に対応したゲートを
有するシート固定部とで構成されている。従って、この
実施の形態では、全てのキートップ２２ａ〜２２ｘがほ
ぼ同時に成形される。

【００２４】さらに、本例では、樹脂成形部の内部側面
にシボ（例えば、光を乱反射させるために細かい傷を付
けること。）をかける。シボをかけることによって、キ
ートップ２２ａ〜２２ｘの側面がマット状あるいは梨地
と呼ばれる状態となり、各キートップ２２ａ〜２２ｘに
厚みがある場合に、プラスチックフィルム２１に印刷さ
れた文字や絵柄が各キートップ２２ａ〜２２ｘ側面の内
側に鏡像として写ってしまうことを避けることができ
る。このようにしてキートップ部２０が形成される。

【００２５】次に、ラバースイッチ２０の製造工程につ
いて説明する。先ず、上述した図２に示すような形状と
するための例えば金属製の型で上下からシリコンゴムシ
ートを挟んでプレスすることによって、ラバースイッチ
２０の各部を一体成形する。次いで、外周にはみ出した
余分なシリコンゴムを、例えばビク型（木製の板に鋼の
刃を埋め込んだもの）によって切り落とす。そして、金
属製の型から取り出したあと、各スイッチの裏側の所定
部分に導電性物質として本例ではカーボンを印刷する。
カーボンの印刷を施す際には、各スイッチの印刷箇所を
押し出し、印刷部分が飛び出した状態で保持する治具を
使用し、スクリーン印刷により印刷する。なお、カーボ
ンを印刷するのではなく、最初からカーボンを混合した
ゴムを接点形状に合わせて抜いておき、型に入れて同時
成形するようにしてもよい。

【００２６】次に、本例の照光式押しボタンスイッチ１
０の使用状態の構成例について説明する。図５は、本例
の照光式押しボタンスイッチ１０の各部が位置合わせさ
れて重ね合わされた状態の例を示す側面図である。図５
に示すような、キートップ部２０、ラバースイッチ３
０、プリント基板４０が位置合わせされて重ね合わされ
た状態で音響機器などの電子機器に搭載される。なお、
本例の照光式押しボタンスイッチ１０が電子機器に搭載
された状態では、例えばキートップ部２０のキートップ
２２ａ〜２２ｘのみが電子機器から突出した状態とな
り、他の部分は電子機器内部に収納された状態となる。

【００２７】図５に示す通常の状態では、ラバースイッ
チ３１ａ〜３１ｘの裏側に設けられた可動接点は、プリ
ント基板４０に設けられている固定接点とは接触してい
ない状態となっている。操作者が例えばキートップ２２
ｘを押下すると、それに伴い可撓部３２ｘが撓んで押し
ボタン３１ｘの裏側に印刷されている可動接点が下方に
移動する。そして、操作者がさらにキートップ２２ｘを
押下すると、可撓部３２ｘがキートップ２２ｘとラバー
シートの間で反り返って操作感が得られるとともに、可
動接点がプリント基板４０のスイッチ接点に接触して、
プリント基板４０の櫛歯状接点が閉じて導通状態とな
る。

【００２８】以上説明したように樹脂フィルムシートに
よって各キートップを連結する構成としたことで、各キ
ートップを連結する部分にウエルドが発生することがな
く、ウエルドの発生を原因とする破損のない構造とする
ことができ、照光式押しボタンの運用上の信頼性の向上
を図ることができる。

【００２９】また、上述したようにラバースイッチ３０
の各押しボタン３１ａ〜３１ｘに拡散部を設ける構成
（すなわち、天面部分も一体形成する構成）としたこと
で、キートップ部２０とラバースイッチ３０との間に拡
散シートを挟む必要がないようにすることができ、部品
点数の少ない簡単な構成とすることができるため、照光
式押しボタンスイッチの組立構成の簡素化を図ることが
できる。

【００３０】また、上述したようにプラスチックフィル
ム２１に文字などを印刷したあとに、キートップをイン
サート成形するようにしたことで、キートップの成形過
程においてヒケ（くぼみ）やフローマーク（縞状の痕）
が発生したとしても、発生したヒケやフローマークを目
立たなくすることができる。従って、電子機器に搭載さ
れたときに外部に露出するキートップの外観が損なわれ
てしまうことを防止することができる。

【００３１】すなわち、キートップの厚みを増した設計
を行った場合には、射出成形工程でヒケが発生し、キー
トップの中央部分にくぼみができることがある。また、
射出成形工程でフローマークが発生し、網状の痕が成形
物表面にでることがある。従来は、キートップを樹脂に
よって一体成形したあとにスクリーン印刷やパッド印刷
によりキートップ裏面から文字を印刷するようにしてい
たので、前述のヒケやフローマークに沿って印刷インク
が溜り外観を損なうことがあった。しかし、本例では、
プラスチックフィルム２１に文字などを印刷したあと
に、キートップをインサート成形するようにしているの
で、たとえ成形過程でヒケやフローマークが発生したと
しても、既に印刷インクが固まっているので、ヒケやフ
ローマークの発生箇所にインクが溜まってしまうような
ことはない。

【００３２】また、上述したようにプラスチックフィル
ム２１に文字などを印刷したあとに、キートップをイン
サート成形するようにしたことで、印刷過程において印
刷部分が滲んでしまって廃棄処分にせざるを得なくなっ
てしまった場合であっても、キートップ部作成の初期段
階でそのようなエラー製品を除外することができ、プラ
スチックフィルムを廃棄するだけでよいため、従来のよ
うにキートップ部全体を処分しなければならないような
事態を回避することができ、無駄な製造負担も最小限に
抑えることができる。

【００３３】さらに、射出成形の金型の作成において
は、一般的に成形物の外観を良くするために最終工程と
して鏡面仕上げを施すが、プラスチックフィルムが接す
る金型の片方（上述した例では、シート固定部２６）に
ついては鏡面仕上げを施す必要がない。従って、本例の
ようなキートップ部を製造するための金型の作成におけ
る工期を短縮することができるとともに、製造負担を軽
減することができる。

【００３４】なお、上述した一実施の形態では、プラス
チックフィルム２１をポリエステルフィルムによって形
成する構成としていたが、樹脂フィルムシートの素材は
ポリエステルに限るものではなく、例えばポリカーボネ
ート、ポリイミド、ポリウレタン、アクリルシート、あ
るいはポリエステルアロイ（ポリエステルと他の重合体
とを混合、融解することで生成される複合プラスチッ
ク）などの複合樹脂であってもよい。

【００３５】また、上述した一実施の形態では、キート
ップ２２ａ〜２２ｘをアクリル樹脂で成形するようにし
ていたが、キートップの素材はアクリル樹脂に限られる
ものではなく、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体）、ポリカーボネートなどの
他の素材であってもよい。

【００３６】また、各キートップおよびラバースイッチ
の各押しボタンの配列、形状、大きさ、個数などについ
ては、どのように構成されていてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固定接
点が施されるとともに発光体が配設される基板部と、可
動接点、導光部および拡散部を有する複数の押しボタン
スイッチが一体形成されたシリコンゴムスイッチと、キ
ートップ部とを含み、各部が位置合わせされて重ね合わ
されて形成される照光式押しボタンスイッチであって、
キートップ部が、樹脂フィルムシート上に透明樹脂を用
いて複数のキートップをインサート成形することで形成
されることを特徴とするものであるため、各キートップ
を連結する部分にウエルドが発生することがなく、ウエ
ルドの発生を原因とする破損のない構造とすることがで
き、照光式押しボタンの運用上の信頼性の向上を図るこ
とができるという効果がある。

【００３８】樹脂フィルムシート上に所定の表示を印刷
したあとに、表示が印刷された位置にキートップをイン
サート成形してキートップ部を形成することを特徴する
する場合には、キートップの成形過程においてヒケやフ
ローマークが発生したとしても、発生したヒケやフロー
マークを目立たなくすることができる。よって、照光式
押しボタンスイッチが電子機器に搭載されたときに外部
に露出するキートップの外観が損なわれてしまうことを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１（Ａ）は本発明の一実施の形態における
照光式押しボタンスイッチを構成するキートップ部を上
側から見た例を示す平面図である。図１（Ｂ）は本発明
の一実施の形態における照光式押しボタンスイッチを構
成するキートップ部を横側から見た例を示す平面図であ
る。

【図２】 図２（Ａ）は本発明の一実施の形態における
照光式押しボタンスイッチを構成するラバースイッチを
上側から見た例を示す平面図である。図２（Ｂ）は本発
明の一実施の形態における照光式押しボタンスイッチを
構成するラバースイッチを一方の横側から見た例を示す
平面図である。図２（Ｃ）は本発明の一実施の形態にお
ける照光式押しボタンスイッチを構成するラバースイッ
チを他方の横側から見た例を示す平面図である。

【図３】 本発明の一実施の形態におけるキートップ部
を構成するプラスチックフィルムを上側から見た例を示
す平面図である。

【図４】 図４（Ａ）は本発明の一実施の形態における
照光式押しボタンスイッチを構成するキートップ部の製
造工程の例を説明するための説明図である。図４（Ｂ）
は本発明の一実施の形態における照光式押しボタンスイ
ッチを構成するキートップ部の製造工程の例を説明する
ための他の説明図である。

【図５】 本発明の一実施の形態における照光式押しボ
タンスイッチの使用状態の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 照光式押しボタンスイッチ ２０ キートップ部 ２１ プラスチックフィルム ２２ａ〜２２ｘ キートップ ２５ 樹脂成形部 ２６ シート固定部 ２６ａ ゲート（穴） ３０ ラバースイッチ ３１ａ〜３１ｘ 押しボタン ３２ａ〜３２ｘ 可撓部 ３３ 排出部 ４０ プリント基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定接点が施されるとともに発光体が配
   設される基板部と、可動接点、導光部および拡散部を有
   する複数の押しボタンスイッチが一体形成されたシリコ
   ンゴムスイッチと、キートップ部とを含み、各部が位置
   合わせされて重ね合わされて形成される照光式押しボタ
   ンスイッチであって、 前記キートップ部が、樹脂フィルムシート上に透明樹脂
   を用いて複数のキートップをインサート成形することで
   形成されることを特徴とする照光式押しボタンスイッ
   チ。
2. 【請求項２】 樹脂フィルムシート上に所定の表示を印
   刷したあとに、前記表示が印刷された位置にキートップ
   をインサート成形してキートップ部を形成することを特
   徴とする請求項１記載の照光式押しボタンスイッチ。