JP4012400B2 - スイッチ用の可動部材、および前記可動部材を用いたスイッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用電子機器の操作パネルなどに使用されるスイッチ用可動部材及びそれを用いたスイッチ装置に係り、特に暗所でキーを操作する際にキーの位置を照光できるスイッチ用可動部材およびスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチ装置では、図５に示すように、フィルム状のシート５１の裏面に、金属からなるドーム状の板バネ５３が接着された可動部材を有している。
【０００３】
スイッチ装置では、前記板バネ５３が可動接点として働く。シート５１は、板バネ５３が基板５５に形成された固定接点５６、５７と対向するように配置される。シート５１上には、板バネ５３の頂部を押圧可能であるように操作キー６０が配置されている。
【０００４】
操作キー６０を押圧すると、操作キー６０により板バネ５３の頂部が押圧されて、板バネ５３は、頂部が凸状態から凹状態に反転して、固定接点５６と接触し、固定接点５６、５７が板バネ５３を介して導通したＯＮ状態となる。このとき、操作キー６０には、板バネ５３の反転によりクリック感が伝えられる。操作キー６０の押圧を解除すると、板バネ５３の頂部は、再び凸状態となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のスイッチ装置では、暗所において操作キー６０の位置がわかり難く、誤操作しやすい問題があった。
【０００６】
また、従来の携帯用端末などでは、装置内にＬＥＤなどの光源が設けられ、この光源から発せられる光で前記操作キーを照光しているものがある。この種の携帯用端末は、操作キーを押すことにより前記ＬＥＤが所定時間点灯するものであるが、前記ＬＥＤが消灯した後は、操作キーが暗くなって操作キーを目視できなくなり不便である。また、ＬＥＤを長時間点灯させていると、電池の消耗が早くなりすぎる。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光源の光が発せられていないときにおいてもキー操作部分を照光することができるスイッチ用可動部材およびこれを使用したスイッチ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスイッチ用の可動部は、弾性変形可能な導電性の板材で形成されて中央に向けて突状に湾曲した可動接点用の板バネと、蓄光材料あるいは夜光顔料からなる発光体層と、絶縁材料からなり透光性と可撓性とを備えたシートとが重ねられており、
前記板バネの凸側の表面に、前記発光体層が粘着膜によって固着されており、この発光体層の前記板バネとは逆側の表面に、前記シートが重ねられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このようなスイッチ用可動部材は、発光体層が板バネに重なっているので、板バネ位置を発光させることができる。発光体層は、板バネの少なくとも一部に重なっている限り、板バネの全体に重なる必要はなく、また、発光体層が板バネを覆うように設けられていても良い。
【００１１】
また粘着膜により発光体層が保護されるので、板バネの変形に伴って発光体層が変形しても、発光体層が破損することがない。
【００１２】
また、本発明のスイッチ用可動部材は、絶縁材料から成るスペーサーに形成された空間内に前記板バネが位置しており、前記シートが板バネの凸側から前記スペーサーの表面を覆っており、前記シートが前記スペーサーの表面に固着されている。
【００１３】
スペーサーは、厚すぎるとシート上から板バネを押し難くなるので好ましくない。
【００１４】
また、本発明のスイッチ用可動部材は、前記スペーサーの裏面に接着膜が設けられ、前記接着膜が離型シートで覆われている。
【００１５】
離型シートは、スイッチ用可動部材の保管や運搬に必要なものであり、機能的な役割は果たさない。
【００１６】
また本発明は、基板と、前記基板の表面に設けられた絶縁材料からなるスペーサーと、前記基板上に設けられ前記スペーサーに形成された空間内に現れている固定接点部と、前記空間内に設けられた可動接点とを有するスイッチ装置において、
前記可動接点は、板材が中央に向けて突状に湾曲した板バネであり、前記可動接点の凹側が前記固定接点部に対向しており、
前記可動接点の凸側の表面に、蓄光材料あるいは夜光顔料からなる発光体層が、粘着膜を介して固着され、前記発光体層の表面と前記スペーサーの表面とが、絶縁材料からなり透光性と可撓性とを備えたシートで覆われていることを特徴とすることを特徴とするものである。
【００１７】
このようなスイッチ装置では、可動接点の位置が発光体層により光るので、暗所での可動接点がわかる。また、可動接点の直上に位置する発光体層は、可動接点の位置を効率的に照射することができる。
【００１９】
このようなスイッチ装置では、発光体層が粘着膜により保護されているので、発光体層が破損しない。
【００２０】
また、本発明のスイッチ装置は、前記板バネの凸側に、透光性の材料で形成された操作キーが対向している。
【００２１】
操作キーの材料は、発光体層からの光を外部まで導けるものであれば良く、例えば、透明や乳白色の合成樹脂等がある。
【００２２】
また、本発明のスイッチ装置は、前記発光体に光を与える光源が設けられている。 光源としては、低消費電力であるものが好ましく、例えばＬＥＤなどがあげられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の可動部材の分解斜視図、図２は、本発明の可動部材の断面図、図３は、本発明のスイッチ装置の要部分解斜視図、図４は、本発明のスイッチ装置の断面図である。
【００２４】
シート１は、厚さが２５μｍ〜５０μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムであり、可撓性と透光性を備えている。
【００２５】
シート１の片面側には、硫化亜鉛、或いはアルミン酸塩化合物を主成分とする蓄光材料が円形状に塗布された複数の発光体層２が並んで形成されている。発光体層２の厚さは、５０μｍ〜１２０μｍ程度である。
【００２６】
シート１の片面側のほぼ全面には、発光体層２を覆って、アクリル系の接着剤からなる粘着膜３が形成されている。粘着膜３の厚さは、２５μｍ程度である。
【００２７】
スペーサー５は、厚さが２００μｍ〜３００μｍ程度のＰＥＴフィルムである。 スペーサー５には、発光体層２よりも若干大きい円形の貫通孔５ａが複数設けられており、これら貫通孔５ａの配置は、発光体層２と同様である。また、スペーサー５には、隣りあう貫通孔５ａどうしを連結する連結部５ｂが形成されている。スペーサー５の片面側には、接着剤からなる接着膜７が設けられている。
【００２８】
スペーサー５は、接着膜７が設けられた面と反対側の面を前記シート１側にして、貫通孔５ａから前記発光体層２が露出するようにシート１上に配置されている。シート１とスペーサー５は、粘着膜３により接着されている。
【００２９】
板バネ４は、ステンレス、または、りん青銅等の弾性を有する金属板を円形に打ち抜いて、中央に向けて突状に湾曲したドーム状に形成したものである。板バネ４中央の高さは、２００μｍ〜３００μｍ程度である。
【００３０】
このような板バネ４は、ドーム状の頂部４ａを押圧することにより、凸状態の頂部４ａが凹状態に反転可能である。板バネ４は、押圧が解除されると板バネ４の弾性によって、頂部４ａが凸状態に戻るようになっている。
【００３１】
板バネ４は、頂部４ａをシート１側に向けて、スペーサー５の貫通孔５ａの内側に配置されている。板バネ４は、粘着膜３によりシート１に接着されて、板バネ４の頂部４ａは、発光体層２の中心とほぼ一致している。
【００３２】
離型シート６は、紙または合成樹脂などの絶縁性フィルムであり、この離型シート６の片面には、スペーサー５に設けられた接着膜７から剥離可能なように剥離処理がされている。
【００３３】
離型シート６は、剥離処理された面をスペーサー５側に向けて、接着膜７から剥離可能な状態でスペーサー５に接着されている。
【００３４】
図１と図２に示す可動部材Ｓは、シート１、発光体層２、粘着膜３、板バネ４、スペーサー５、離型シート６から構成されている。可動部材Ｓの板バネ４の近傍には、シート１、粘着膜３、スペーサー５を貫通する孔Ｓｈが設けられている。このような可動部材Ｓは、スイッチ装置に用いられる。
【００３５】
なお、離型シート６は、可動部材Ｓの保管や運搬に必要なものであり、機能的な役割は果たさない。
【００３６】
また、上記の可動部材Ｓには、シート１上にスペーサー５を設けたが、スペーサー５は、可動部材Ｓを製造するとき、板バネ４をシート１上の発光体層２の位置に合わせて配置し易くするものである。可動部材Ｓは、シート１、発光体層２、粘着膜３、板バネ４のみから構成されていても良い。
【００３７】
このような可動部材Ｓは、固定接点が形成された基板と組み合わされてスイッチ装置に用いられる。可動部材Ｓの板バネ４は、スイッチ装置の可動接点となる。可動部材Ｓを単体で提供することによって、スイッチ装置の固定接点を自由に設計することができる。
【００３８】
本発明のスイッチ装置を図３と図４に示すと、基板８上には、カーボン膜からなる複数の固定接点９が並んで配置されている。固定接点９は、それぞれ、円環状の第１の固定接点部９ａと、前記第１の固定接点部９ａの中央部分に配置された円形状の第２の固定接点部９ｂとから構成されている。また、基板８には、固定接点９の近傍にＬＥＤ１３が取り付けられている。
【００３９】
可動部材Ｓは、スペーサー５から離型シート６が剥離されて、それぞれの板バネ４が各固定接点９と対向するように基板８上に配置されて、スペーサー５に設けられた接着膜７により基板８に接着されている。
【００４０】
可動部材Ｓの板バネ４は、スイッチ装置の可動接点４となる。可動接点４は、周縁部が固定接点９の第１の固定接点部９ａに接触している。板バネ４上に形成された粘着膜３、発光体層２、シート１は、可動接点４の形状に沿って凸状態となっている。また、可動部材Ｓの孔Ｓｈには、ＬＥＤ１３が挿入されている。
【００４１】
スイッチ装置の操作キー１１は、光が透過できるような透明や乳白色等の合成樹脂からなり電気的に絶縁性である。操作キーは、弾性を有する基部１１ａと、基部１１ａの上に円柱状の操作部１１ｂを有し、基部１１ａには、可動接点４を収容可能なように凹んだ可動接点収容部１１ｅと、可動接点収容部１１ｅの底面から垂直に突出した突起部１１ｃと、可動接点収容部１１ｅの近傍には、前記ＬＥＤ１３を収容可能なように凹んだＬＥＤ収容部１１ｄが設けられている。
【００４２】
基板８に接着された可動部材Ｓのシート１上には、複数の前記操作キー１１が、それぞれ、可動接点４と対向する位置に配置されている。可動接点４は、操作キー１１の可動接点収容部１１ｅに収容されて、操作キー１１の突起部１１は、可動接点４の頂部４ａ直上に位置している。操作キー１１の第２の凹部１１ｄには、ＬＥＤ１３が収容されている。
【００４３】
前記基板８と可動部材Ｓは、カバー１２に覆われている。カバー１２の前面１２ａには、操作キー１１の位置に貫通孔１２ｂが設けられており、カバーの前面１２ａからは、操作キー１１の操作部１１ｂが突出している。
【００４４】
可動部材Ｓに設けられた発光体層２の発光は、操作キー１１の操作部１１ｂを透過して外部に放射される。このようなスイッチ装置では、発光体層２の発光によって、暗所においても操作部１１ｂの位置を知ることができる。
【００４５】
発光体層２は、操作キー１１の操作部１１ｂの真下に位置しているので、発光体層２の発光は、最短経路で効率的に操作部１１ｂから外部に放射される。よって、例えば５０μｍ程度の薄い発光体層２であっても、操作部１１ｂを明るく照射することができる。
【００４６】
次に、このスイッチ装置の操作を説明する。操作キー１１の操作部１１ｂを押圧すると、弾性を有する基部１１ａは、操作部１１ｂからの押圧力により撓んで突起部１１ｃが可動接点４の頂部４ａを押圧する。このとき、スペーサー５が厚すぎると、板バネ４周囲のシート１は、スペーサー５に接着された部分から引っ張られた状態となり、シート１の張力により可動接点４を押圧し難くなる。
【００４７】
可動接点４の頂部４ａは、操作キー１１の押圧力によって凸状態から凹状態に反転する。可動接点４上に設けられた粘着膜３、発光体層２、及びシート１は、充分薄いので、可動接点４と共に反転して凹状態となる。
【００４８】
粘着膜３により覆われた発光体層２では、発光体層２が粘着膜３を介して可動接点４の上に粘着されているので、このような押圧、反転によっても、可動接点４から剥離したり破損することがない。
【００４９】
また、凹状態となった可動接点４から押し出された空気は、この可動接点４が収容されたスペーサー５の貫通孔５ａから連結部５ｂを通って隣りの貫通孔５ａに流入するので、この空気によるシート１の浮き上がりを防ぐことができる。
【００５０】
反転した状態の可動接点４の頂部４ａは第２の固定接点部９ｂに接触する。固定接点９は、第１の固定接点部９ａと第２の固定接点部９ｂが可動接点４により電気的に接続されて、スイッチ装置はＯＮ状態となる。このとき、可動接点４の反転に伴って、操作キー１１の操作部１１ｂからクリック感が得られて、スイッチ装置がＯＮ状態となったことを認識することができる。
【００５１】
スイッチ装置には、図４に模式的に示すブロック図のように、検出回路１４と制御部１５が接続されており、スイッチ装置がＯＮ状態になると、検出回路１４から制御部１５にＯＮ信号が出力される。
【００５２】
ＬＥＤ１３にはＬＥＤドライバ１６が接続されており、ＬＥＤ１３の発光は、ＬＥＤドライバ１６により制御されている。ＬＥＤドライバ１６は、制御部１５に接続されており、スイッチ装置がＯＮ状態になった後、ＬＥＤ１３を所定時間だけ発光させる。
【００５３】
発光体層２は、ＬＥＤ１３からの光を蓄えて、ＬＥＤ１３の発光が終わってからも発光して操作キー１１を照射し続ける。よって、操作キー１１の照射時間を保持したまま、ＬＥＤ１３の発光時間を短くして消費電力を削減することができる。
【００５４】
例えば、折りたたみ式の携帯電話は、折りたたまれている間、外部光が発光体層２に照射されることはないが、使用する際、開けた直後にＬＥＤ１３を発光させて、操作キー１１の操作中、ＬＥＤ１３が消えた後も操作キー１１が光っているようにすることができる。
【００５５】
なお、ＬＥＤ１３が設けられていないスイッチ装置は、発光体層２に外部光が照射可能な構造であり、発光体層２が外部光を蓄えて発光するようになっている。
【００５６】
操作部１１ｂから得られるクリック感は、可動部材Ｓの可動接点４上に存在する部材の厚さが厚くなると鈍くなる。粘着膜３は、可動接点４をシート１に接着する役割と、発光体層２を保護する役割を兼ね備えているので、発光体層２を保護するための膜を別途形成する必要がない。よって、可動接点４上には、シート１、発光体層２、粘着膜３のみしか存在せず、可動接点４上に設けられた部材が薄いので、操作部１１ｂから充分なクリック感を得ることができる。
【００５７】
操作部１１ｂの押圧をやめると、可動接点４は、弾性力により頂部４ａが元の凸状態に戻る。可動接点４の頂部４ａは、第２の固定接点部９ｂから離脱して、固定接点９の第１の接点部９ａと第２の接点部９ｂが絶縁状態となり、スイッチ装置は、ＯＦＦ状態となる。
【００５８】
このように、本発明のスイッチ装置では、操作キー１１が明るく光り、且つ、充分なクリック感を得ることができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態の可動部材Ｓでは、発光体層２を板バネ４上にのみ形成したが、発光体層２は、シート１のほぼ全面に形成されていても良い。しかし、スイッチ装置で充分なクリック感を得るためには、板バネ４の周囲を覆う部材の厚さを薄くすることが好ましい。
【００６０】
また、可動部材Ｓの発光体層２は、板バネ４の全体と重なっている必要はなく、板バネ４の一部と重なっていれば良い。また、発光体層２は、夜光顔料から形成されていても良い。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の可動部材では、発光体層が板バネ上に重ねられているので、発光体層からの光は、板バネの位置を効率よく照射することができる。また、発光体層を粘着膜で覆って、板バネの変形に伴って発光体層が変形するときにも発光体層が破損しないようにすることができる。
【００６２】
また、このような可動部材を用いた本発明のスイッチ装置では、発光体層が可動接点部に重ねられているので、発光体層の光が可動接点部を効率よく照射することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可動部材の分解斜視図、
【図２】本発明の可動部材の断面図、
【図３】本発明のスイッチ装置の要部分解斜視図、
【図４】本発明のスイッチ装置の断面図、
【図５】従来のスイッチ装置の断面図、
【符号の説明】
Ｓ 可動部材
１ シート
２ 発光体層
３ 粘着膜
４ 板バネ（可動接点）
５ スペーサー
６ 離型シート
７ 接着面
８ 基板
９ 固定接点
９ａ 第１の固定接点部
９ｂ 第２の固定接点部
１１ 操作キー
１１ａ 基部
１１ｂ 操作部
１１ｃ 突起部
１２ カバー
１３ ＬＥＤ

Claims (6)

1. 弾性変形可能な導電性の板材で形成されて中央に向けて突状に湾曲した可動接点用の板バネと、蓄光材料あるいは夜光顔料からなる発光体層と、絶縁材料からなり透光性と可撓性とを備えたシートとが重ねられており、
   前記板バネの凸側の表面に、前記発光体層が粘着膜によって固着されており、この発光体層の前記板バネとは逆側の表面に、前記シートが重ねられていることを特徴とするスイッチ用の可動部材。
2. 絶縁材料から成るスペーサーに形成された空間内に前記板バネが位置し、前記シートが板バネの凸側の表面と前記スペーサーの表面とを覆っており、前記シートが前記粘着膜によって前記スペーサーの表面に固着されている請求項１記載のスイッチ用の可動部材。
3. 前記スペーサーの裏面に接着膜が設けられ、前記接着膜が離型シートで覆われている請求項２記載のスイッチ用可動部材。
4. 基板と、前記基板の表面に設けられた絶縁材料からなるスペーサーと、前記基板上に設けられ前記スペーサーに形成された空間内に現れている固定接点部と、前記空間内に設けられた可動接点とを有するスイッチ装置において、
   前記可動接点は、板材が中央に向けて突状に湾曲した板バネであり、前記可動接点の凹側が前記固定接点部に対向しており、
   前記可動接点の凸側の表面に、蓄光材料あるいは夜光顔料からなる発光体層が、粘着膜を介して固着され、前記発光体層の表面と前記スペーサーの表面とが、絶縁材料からなり透光性と可撓性とを備えたシートで覆われていることを特徴とするスイッチ装置。
5. 前記可動接点の凸側の表面に、透光性の材料で形成された操作キーが対向している請求項４記載のスイッチ装置。
6. 前記発光体層に光を与える光源が設けられている請求項４または５に記載のスイッチ装置。

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