JP2007059291A - バックライト機能を備えたプッシュ式スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、押し込み動作の方向と直交する同一基板上に隣接して配置され、異なる機能を担った光源からの光を互いに干渉させないように、押込み動作を許容しつつ効率の良い遮光構造を実現したプッシュ式スイッチを提供することにある。
【解決手段】 本発明のプッシュ式スイッチは、同一基板上に隣接して配置されたＬＥＤと、該ＬＥＤ間に間隙を隔てて立設された２枚の遮光壁と、操作ノブ背面側に設けられた１枚の遮光壁とを備え、該１枚の遮光壁の先端部は前記２枚の遮光壁の間隙に嵌合される位置関係であると共に、前記２枚の遮光壁は前記操作ノブの押込み動作における前記該１枚の遮光壁の変位を許容できるだけの高さを有したものとした。
【選択図】 図３

Description

自動車等のパネルに配置される操作スイッチであって、夜間操作を容易にするため操作部位置や操作状態を判別できるバックライト機能を備えたプッシュ式のスイッチ装置に関する。

自動車や家庭用電子機器などの操作用に設置されたプッシュ式スイッチにおいて、夜間など暗い中でもその位置の確認ができる照明用のライトと動作状態を表示するライトが並んで設けられたものがある。異なる内容を表示する光が接近した位置に点灯されるため、両者間に光の漏れがあると誤認識をさせてしまう惧れがあり、光の漏れのないスイッチ構造とすることが求められる。本出願人は、従来図５に示すような自動車のプッシュ式ヒータコントロール用のスイッチを製造してきた。このスイッチは所謂プッシュプッシュ方式のスイッチで、ドライバーが操作ノブ１を押すと、スライド接点５が移動してスイッチがＯＮし押し込んだ位置で保持される。再度操作ノブ１を押すと、スイッチがＯＦＦとなり、操作ノブ１はスプリング６によって初期位置へ復帰するという動作をする。図において２′は夜間照明用の豆ランプであって、暗い中でもスイッチの位置を認識できるためのものである。３′はスイッチのＯＮ−ＯＦＦ動作表示を示すためのもので、操作ノブ１をプッシュしてスイッチをＯＮさせたときに点灯し、再度操作ノブ１がプッシュされると原位置に復帰してＯＦＦ状態となって消灯する。スイッチのＯＮ−ＯＦＦ動作を表示する３′の光は光伝達部材７を介して操作ノブ１の表面に到達する。これに対し夜間照明用の２′は点灯するとその光は直接操作ノブ１の背面を照射し表面の広い範囲を明るくする。この２つの光が識別できるように操作ノブ１の裏側空間は光伝達部材７が配置された領域を遮光壁４で完全に隔離する構造となっている。

この従来のスイッチは夜間照明用と動作表示用とも光源に豆ランプを採用していたが、これを耐久性と省力化の観点からＬＥＤに置き換えたいという要請があり、既にその方向でスイッチが設計されるようになっている。従来の豆電球に替えてＬＥＤを採用した場合、区画された小さな空間にそれぞれのＬＥＤの端子を接続して取り付けることは厄介な作業となるため、予め１枚の基板上に一緒に取り付けておきそれを組み込むような構造にしたい。また、従来装置の豆電球は押込み動作方向に直交する方向から設置する形態がとられていたが、周囲の器機の配置条件によって動作軸方向から設置する必要が生じ、基板は動作軸に直交する関係としなければならない。しかし、この種押しボタン式スイッチには可動部分が存在し、動作軸に直交する基板上に２つのＬＥＤを配置した場合、互いの光を遮光させる隔壁も可動構造を採らなければならない。

特許文献１には光源にＬＥＤを採用した押込み型スイッチであって、隣接するスイッチ間で光が漏れる構造が提示されている。図６の上段はその正面図、下段左はＢ−Ｂ線断面の右方部分図、そして下段右は操作ボタンの遮光構造部拡大図である。その動作は、操作ボタン１３を操作し、プリント基板１８上に固定されたスイッチをオンすると、同じくプリント基板１８上に固定されたＬＥＤが点灯するとともに、操作ボタン１３に対応する機能が動作する。また、夜間照明用としてプリント基板１８上に設けられたバルブ１７が点灯すると、バルブ１７から発せられる光は、表示部１０ａを照明する以外にハウジング内壁やその他の部品に反射し、隣合った操作ボタン１３の隙間Ｄに導かれる。一方の操作ボタン１３のこの部分に突出部としての光洩れ防止リブ１３ｂが設けられ、隣接する操作ボタン１３には前記光洩れ防止リブ１３ｂとスイッチの押込み変位を許容するだけの距離を確保して光洩れ防止段差１３ｃが設けられているので、これらによりバルブ光を遮り、光の洩れを防止することができる。これによって、各操作ボタン１３毎の識別が明瞭になるというものである。しかし、ここに提示された光洩れ防止リブ１３ｂと光洩れ防止段差１３ｃによる遮光は構造的に階段状の間隙が存在するため、光の乱反射のため完璧な遮光はできない。
特開平８−６４０６２号公報 「押込み型スイッチ」 平成８年３月８日公開

本発明の課題は、押し込み動作の方向と直交する同一基板上に隣接して配置され、異なる機能を担った光源からの光を互いに干渉させないように、押込み動作を許容しつつ効率の良い遮光構造を実現したプッシュ式スイッチを提供することにある。

本発明のプッシュ式スイッチは、同一基板上に隣接して配置されたＬＥＤと、該ＬＥＤ間に間隙を隔てて立設された２枚の遮光壁と、操作ノブ背面側に設けられた１枚の遮光壁とを備え、該１枚の遮光壁の先端部は前記２枚の遮光壁の間隙に嵌合される位置関係であると共に、前記２枚の遮光壁は前記操作ノブの押込み動作における前記該１枚の遮光壁の変位を許容できるだけの高さを有したものとした。
また、本発明のプッシュ式スイッチは、好ましい形態として２つのＬＥＤが隣接して実装され、かつ複数の嵌合孔が穿設された基板と、少なくとも２つの支持腕と２枚の遮光壁とを一体構造とすると共に複数の配線端子が突出したベース構造体との組み合わせからなり、前記基板は前記２枚の遮光壁の下端部と接触した形態で前記支持腕上に載置され、前記複数の嵌合孔に前記配線端子が嵌合された状態で半田付け固定されるようにした。
また、更に好ましい形態として、上記構成に加え２枚の遮光壁のベース側は基板を越えて延在する長さに形成されると共に支持腕の上方先端部が傾斜形状とされているベース構造体と、前記延在する長さに形成された２枚の遮光壁部分を嵌合する切り欠き部が形成された基板との組み合わせを採用するようにした。

本発明のプッシュ式スイッチは、ＬＥＤが予め同一基板上に隣接して実装されるので、その取り付け作業は容易であり、該ＬＥＤ間に間隙を隔てて立設された２枚の遮光壁と、操作ノブ背面側に設けられた１枚の遮光壁とを備え、該１枚の遮光壁の先端部は前記２枚の遮光壁の間隙に嵌合される位置関係であると共に、前記２枚の遮光壁は前記操作ノブの押込み動作における前記該１枚の遮光壁の変位を許容できるだけの高さを有したものとしたので、遮光壁はスイッチの押込み動作を許容することは勿論、両遮光壁間の間隙はＵ字状に形成されることになるため、乱反射する光もそのラビリンス構造によって遮光され、両側スペースの光は互いに干渉することがない。

また、本発明のプッシュ式スイッチは、好ましい形態として２つのＬＥＤが隣接して実装され、かつ複数の嵌合孔が穿設された基板と、少なくとも２つの支持腕と２枚の遮光壁とを一体構造とすると共に複数の配線端子が突出したベース構造体との組み合わせからなり、前記基板は前記２枚の遮光壁の下端部と接触した形態で前記支持腕上に載置され、前記複数の嵌合孔に前記配線端子が嵌合された状態で半田付け固定されるようにしたので、前記基板と前記２枚の遮光壁間は安定した密着形態が実現でき、光の漏れを効果的に防止することができる。
また、更に好ましい形態として、２枚の遮光壁のベース側は基板を越えて下方へ延在する長さに形成されると共に支持腕の上方先端部が傾斜形状とされているベース構造体と、前記延在する長さに形成された２枚の遮光壁部分を嵌合する切り欠き部が形成された基板との組み合せを採用したことにより、その組み立てに際しては前記切り欠き部が前記２枚の遮光壁部分と嵌合するべく基板を前記支持腕の傾斜形状に沿って差し込み、しかる後前記複数の嵌合孔に前記配線端子が嵌合されるように水平にし、半田固定することができ、スムーズな作業が実行できるだけでなく、前記２枚の遮光壁と基板の切り欠き端部と、前記２枚の遮光壁下端部と基板面が密着構造となり光の漏れを効果的に防止することができる。

図１は本発明に係るバックライト機能を備えたプッシュ式スイッチの１実施形態を断面図で示したものである。スイッチとしての基本的構造は図５に示した従来装置とよく似たものとなっているが、大きな違いは夜間照明用の光源と動作表示用の光源にはＬＥＤ２，３が採用されており、この２つのＬＥＤは１つの基板８上に装着されている点、そしてその固定された基板８と押込み動作がなされる操作ノブ１との間で２つの光の干渉を防止する隔壁の構造にある。動作表示の光を操作ノブ１の所定部分に導く光伝達部材７、スライド接点５そしてプッシュプッシュ機構用のスプリング６の構成とスイッチとしての動作は従来装置と同様である。同一基板８上に隣接して装着された夜間照明用のＬＥＤ２と動作表示用のＬＥＤ３の光が干渉しないように、該ＬＥＤ間に間隙を隔てて２枚の遮光壁４ｂを基板表面から立設した形態で配置した。この遮光壁４ｂは基板８と相対変位することはなく操作ノブ１の押込み動作に対して動くことはない。これと対峙して操作ノブ背面側に１枚の遮光壁４ａが設けられ、こちらの遮光壁４ａは操作ノブ１と一体的に変位する。プッシュ式スイッチの初期状態においては該１枚の遮光壁４ａの先端部は前記２枚の遮光壁４ｂの間隙に嵌合される位置関係となっていて、前記操作ノブ１がプッシュされると一体的構造である遮光壁４ａの先端部は押し込まれた変位量だけ基板８側に接近する。前記２枚の遮光壁４ｂはこの動作における前記該１枚の遮光壁の変位を許容できるだけの高さを有したものとする。この１枚の遮光壁４ａと２枚の遮光壁４ｂの組み合わせによる遮光構造は２枚の遮光壁４ｂが１枚の遮光壁４ａを挟み込む形態のラビリンス構造であり、両者の間にはＵ字状の間隙が存在することになる。間隙が存在するのであるが、特許文献１のもののように階段状ではなくＵターンする間隙であるため乱反射する光も漏れ難い構造となっている。スイッチがＯＦＦの初期状態において浅い嵌合、スイッチがＯＮの押し込み状態で深い嵌合となるため、浅い噛み合いの状態で漏れのない状態が実現できればよいこととなり、それによって遮光壁の設計寸法が決められる。

本発明のプッシュ式スイッチの押込み動作を許容しつつ効率の良い遮光構造を実現したメカニズムを、図３に示した要部拡大図を参照しながら詳しく説明する。まず、基板８の上に隣接して配置された夜間照明用のＬＥＤ２動作表示用のＬＥＤ３は共に上方を向いて取り付けられており、１８０°方向に光を放射すると考えられる。両ＬＥＤ２，３の間には２枚の遮光壁４ｂが設置されているので直接光が相手領域に照射されることはない。この２枚の遮光壁４ｂの高さは操作ノブ１の押込みストローク＋αである。このαは少なくとも操作ノブ１の初期位置における遮光壁４ａと遮光壁４ｂとの噛み合っている寸法以上である。前述したように１枚の遮光壁４ａと２枚の遮光壁４ｂの間にはＵ字状の間隙が存在し、光はこの間隙を迂回しなければ相手領域には到達しない。ところが、この間隙は上方から下方に向かって開口しており、光源からの光は上方を照射するものであるから上方からの反射光しか入射できない。更に、この間隙に漏れ込んだ光が相手領域に到達するには下から上方に向かって開かれた間隙を経由しなければならない。上方からこの間隙に入射された光は更にこの間隙内の下方で反射して上方に出射することが必要である。構造上単純な反射でこの間隙を経由することは難しいから、乱反射を繰り返して漏れ出す以外にはない。しかし、この遮光壁４ａ，４ｂは当然黒色面など反射しにくい面とされるので、反射効率はすこぶる低いものとなる。このように、本発明の遮光壁はそのラビリンス構造によって遮光効果が極めて高いものとなっている。

次に、本発明のプッシュ式スイッチの回路を図４に示し、動作を説明する。本発明のプッシュ式スイッチ装置は破線で囲まれた部分である。該スイッチ装置内には夜間照明用のＬＥＤ２と動作表示用のＬＥＤ３及びスライド式のスイッチが内蔵されており、このスイッチは動作表示用のＬＥＤ３と直列に接続されている。また夜間照明用のＬＥＤ２には前記スイッチ装置外に設置された夜間照明用のスイッチが直列に接続され、両方のスイッチの他端はバッテリーに接続されている。夜間には前記夜間照明用のスイッチがＯＮされることにより、夜間照明用のＬＥＤ２が点灯し操作ノブ１の背面を照射して当該スイッチ装置の操作ノブ１の位置を明らかにする。このプッシュ式スイッチがプッシュされると、スライド接点がスイッチをＯＮ状態にし、動作表示用のＬＥＤ３を点灯すると共に、所定の動作信号を発信する。例えば、この動作はバンパーに設けられたコーナーセンサ用のスイッチなどである。

以上のような構成を具体化するに当たり、作業の効率性から２つのＬＥＤ２，３は構成部材を組み立てる前に予め基板８上に実装しておくことが望ましい。その基板８を２枚の遮光壁４ｂや複数の配線端子１２が配置されたベース構造体９に容易に取り付けられ、しかも組み立てた状態で基板８と遮光壁４ｂとの間で光の漏れがおきない堅実な構造として本発明者らは図２に示すような構成に想到した。複数の配線端子１２を嵌合する複数の嵌合孔１１が穿設されると共に部分的に２枚の遮光壁４ｂを嵌合する切り欠き部１３が設けられた基板８には予め夜間照明用のＬＥＤ２と動作表示用のＬＥＤ３が装着される。また、ベース構造体９の上方（操作ノブ１の方向を本明細書では便宜的に上方と呼ぶ。）には２枚の遮光壁４ｂが一体構造として配設され、かつ複数の配線端子１２が上方を向いて突出して配置されると共に、基板８を支持する支持腕１０が横方向に張出すように少なくとも２本設置される。この複数の支持腕１０の上方先端部は図２のＡから分かるように傾斜形状に切られている。また、前記２枚の遮光壁４ｂのベース側は基板８が取り付けられる位置を越えて延在する長さに形成されており、前記の基板８に設けられた前記切り欠き部１３の寸法はこの２枚の遮光壁４ｂのベース側長さ寸法と前記２枚の遮光壁４ｂの外側表面間隔の寸法に一致するように形成されている。

以上のような構成を採った基板８とベース構造体９は時系列的に図２のＡ、ＢそしてＣと示すようにして組み立てられる。すなわち、Ａに示すように基板８は支持腕１０の先端傾斜面に沿って斜め上方に差し込まれ、前記切り欠き部１３が前記２枚の遮光壁４ｂを挟み込む。基板８がＢに図示された状態まで差し込まれたなら、基板８の下面を支持腕１０の先端傾斜面から離して支持腕１０の水平面に接するように回動させる。すると、Ｃに図示するように基板８に穿設された複数の嵌合孔１１を貫通してベース構造体９の複数の配線端子１２が突出する（注１）と共に、前記２枚の遮光壁４ｂと基板の切り欠き１３の端部と、前記２枚の遮光壁４ｂの下端部と基板８の表面（注２）が光の漏れを効果的に防止する密着構造となる。この形態を固定するため、注３で示す部分を冶具で支えて保持しながら注１部分の複数の配線端子１２を半田によって基板８に固定する。この組み立てに際しては前記切り欠き部１３が前記２枚の遮光壁４ｂの延在部分と嵌合する形態、基板８の下面を支持腕１０の水平面に接する形態、前記２枚の遮光壁４ｂの下端部と基板８の表面が当設する形態が相互に補完しあって上下方向の位置決めを確実なものとするものである。

本発明の１実施形態を断面図で示した図である。 実施例におけるベース構造体と基板との組み立て構造を説明する図である。 本発明の遮光構造を説明する部分拡大図である。 本発明に係るプッシュ式スイッチの作動を説明する回路図である。 従来の豆電球を光源としたプッシュ式スイッチの構成を示す断面図である。 従来スイッチ装置における遮光構造の例を説明する図である。

符号の説明

１ 操作ノブ ２ 夜間照明用ＬＥＤ
２′夜間照明用豆電球 ３ 動作表示用ＬＥＤ
３′動作表示用豆電球 ４ 隔壁
４ａ ノブ側遮光壁 ４ｂ ベース側遮光壁
５ スライド接点 ６ スプリング
７ 光伝達部材 ８ 基板
９ ベース構造体 １０ 支持腕
１２ 配線端子 １３ 切欠き部

Claims (3)

1. 同一基板上に隣接して配置されたＬＥＤと、該ＬＥＤ間に間隙を隔てて立設された２枚の遮光壁と、操作ノブ背面側に設けられた１枚の遮光壁とを備え、該１枚の遮光壁の先端部は前記２枚の遮光壁の間隙に嵌合される位置関係であると共に、前記２枚の遮光壁は前記操作ノブの押込み動作における前記該１枚の遮光壁の変位を許容できるだけの高さを有したものであるプッシュ式スイッチ。
2. ２つのＬＥＤが隣接して実装され、かつ複数の嵌合孔が穿設された基板と、少なくとも２つの支持腕と２枚の遮光壁とを一体構造とすると共に複数の配線端子が突出したベース構造体との組み合わせからなり、前記基板は前記２枚の遮光壁の下端部と接触した形態で前記支持腕上に載置され、前記複数の嵌合孔に前記配線端子が嵌合された状態で半田付け固定された請求項１に記載のプッシュ式スイッチ。
3. ２枚の遮光壁のベース側は基板を越えて延在する長さに形成されると共に支持腕の上方先端部が傾斜形状とされているベース構造体と、前記延在する長さに形成された２枚の遮光壁部分を嵌合する切り欠き部が形成された基板との組み合わせからなる請求項２に記載のプッシュ式スイッチ。

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