WO2018131137A1 - 操作部構造およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

釦部（５）は、操作パネル（２）の開口部（２ａ）から表側が外部に露出される。透光性の摺動部（６）は、釦部（５）の裏側に組み付けられて操作パネル（２）の内部に配置され、釦部（５）に対する操作に応じて動作する。光源（８）は、操作パネル（２）の内部に設けられる。レンズ部（６ｂ）は、摺動部（６）と一体に設けられ、光源（８）から釦部（５）の裏側までの光路上に配置される。

Description

操作部構造およびこれを備えた電子機器

　この発明は、照明式の押し釦などの操作部構造およびこれを備えた電子機器に関する。

　照明式の押し釦構造は、電子機器が備える操作部構造として一般的に使用されている。例えば、照明式の押し釦構造には、意匠部材と操作部材とを備えるものがある。
　意匠部材は、電子機器の操作パネルにおける押し釦となる部材であって、透光性または半透光性の樹脂で形成される。意匠部材の裏側に光源からの光が照射されて、表側に印刷または刻印された文字またはマークが照明される。

　操作部材は、意匠部材に組み付けられた状態で操作パネルの内部に配置され、意匠部材である押し釦が押し込まれた方向に摺動してスイッチの接点を導通させる。
　意匠部材を操作部材とは別の部品とすることで、意匠部材を変更するだけで操作パネルの多様な外観に対応させることができ、意匠の自由度も向上する。

　押し釦の裏側に光が不均一に照射されると、表側から見た押し釦に輝度ムラが発生し、意匠性が劣化する。押し釦の中央部に対応する位置に光源が配置された場合、光源からの距離は、押し釦の中央部で最も近く端部に向かうにつれて遠くなる。この場合、光源からの距離に応じた輝度ロスが発生して、表側から見ると、押し釦の中央部が明るく、端部が暗くなる。

　従来の押し釦構造では、このような輝度ムラを軽減するため、例えば、許容範囲の輝度が押し釦の端部で得られるように光源の光量を増やし、押し釦の中央部の肉厚を増やして光が釦を透過するときの輝度ロスを増大させて中央部の輝度を端部に合わせていた。
　この構成では、光源の光量を増加させるために、光源の消費電力および発熱も増加するという問題がある。

　上記問題を解決しつつ、押し釦の裏側に光を均一に照射する構造として、例えば、特許文献１に記載された照光スイッチがある。このスイッチでは、上記操作部材を、透光性の樹脂で形成された光制御板とし、光を反射する白色反射シートが光制御板の下面に貼り付けられている。光制御板は、光源からの光と白色反射シートで反射された光とを上記照明範囲に導く導光体として機能する。光制御板および白色反射シートによって押し釦の裏面側の照明範囲に光が均一に照射されるので、光源の光量を不要に増加させる必要がなく、押し釦の中央部の肉厚を増やさなくてもよい。

特開２０１３－１６２８７号公報

　しかしながら、特許文献１に記載された照光スイッチでは、押し釦の裏側の照明範囲に向けて光源からの光を拡散させるために、操作部材とは別の部品である白色反射シートが必要であり、部品点数が増加するという課題があった。
　また、白色反射シートを光制御板の下面に貼り付ける必要があるため、製造工程の増加およびリワーク性の悪化が懸念される。
　なお、光源の数を増やして押し釦の裏側端部に光を照射することも考えられるが、部品点数が増加し、コストアップの要因となる。

　この発明は上記課題を解決するもので、部品点数を増やすことなく、意匠部材の照明の輝度ムラを低減させることができる操作部構造およびこれを備えた電子機器を得ることを目的とする。

　この発明に係る操作部構造は、意匠部材、操作部材、光源およびレンズ部を備える。
　意匠部材は、操作パネルの開口部から表側が外部に露出される。透光性の操作部材は、意匠部材の裏側に組み付けられて操作パネルの内部に配置され、意匠部材に対する操作に応じて動作する。光源は、操作パネルの内部に設けられる。レンズ部は、操作部材と一体に設けられ、光源から意匠部材の裏側までの光路上に配置される。

　この発明によれば、操作部材と一体に設けたレンズ部を光源から意匠部材の裏側の照明範囲までの光路上に配置している。このように構成することで、部品点数を増やさずに、レンズ部によって光源からの光を照明範囲に均一に照射することができる。これにより、意匠部材の照明の輝度ムラを低減させることができる。

この発明の実施の形態１に係る操作部構造を備えた電子機器を示す正面図である。 実施の形態１に係る操作部構造を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る操作部構造を示す断面図である。 図４Ａは出力側のみに凹形状を有したレンズ部を示す拡大断面図である。図４Ｂは入力側のみに凹形状を有したレンズ部の構成例を示す拡大断面図である。図４Ｃは出力側に複数段の凹形状を有したレンズ部を示す拡大断面図である。図４Ｄは入力側に凸形状を有したレンズ部の構成例を示す拡大断面図である。 この発明の実施の形態２に係る操作部構造における操作部材を示す斜視図である。 実施の形態２に係る操作部構造を示す断面図である。 実施の形態２に係る操作部構造の別の例を示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る操作部構造を示す断面図である。 実施の形態３に係る操作部構造の別の例を示す断面図である。

　以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る操作部構造４を備えた電子機器１を示す正面図である。図１に示すように、電子機器１は、例えば、ナビゲーション装置などの車載機器であり、操作パネル２に表示画面３と操作部構造４とを備える。以降の説明では、操作部構造４が照明式の押し釦構造であるものとする。

　図２は、操作部構造４を示す分解斜視図であり、図３は、操作部構造４を示す断面図である。操作部構造４は、図２に示すように、釦部５、摺動部６、スイッチ７および光源８を備える。釦部５は、操作パネル２の開口部２ａから表側が外部に露出される意匠部材であり、透光性または半透光性の樹脂によって形成される。例えば、釦部５は、箱状部材であり、箱状部材の表側の面に対向する面（裏側の面）が開口し、側面に係合穴５ａを有する。係合穴５ａは、係合爪６ａと係合する第１の係合部である。釦部５は、着色されていてもよく、釦部５の表側の面には文字またはマークが印刷または刻印されていてもよい。

　摺動部６は、釦部５に対する操作に応じて動作する透光性の操作部材であり、釦部５の裏側に組み付けられて操作パネル２の内部に配置される。例えば、摺動部６は、透光性の樹脂を用いてレンズ部６ｂと一体に成型される。
　また、摺動部６は、箱状部材であり、箱状部材の表側の面とこれに対向する裏側の面とが開口しており、側面に係合爪６ａを有し、内部にレンズ部６ｂを有し、レンズ部６ｂにおける光源８側の端部に押し子６ｃを有する。係合爪６ａは、釦部５の係合穴５ａと係合する第２の係合部である。
　摺動部６は、表側から釦部５の開口に嵌合し、係合爪６ａを係合穴５ａに引っ掛け係合することで、釦部５に組み付けられる。係合穴５ａと係合爪６ａとの引っ掛け係合を解除すれば、釦部５と摺動部６とを容易に分離することができる。
　なお、釦部５側に係合爪を設け、摺動部６側に係合穴を設けてもよい。また、引っ掛け係合以外の係合組み付けを採用してもよい。

　レンズ部６ｂは、摺動部６と一体に設けられ、光源８から釦部５の裏側までの光路上に配置される。このように、操作部構造４では、レンズ部６ｂの機能を有する新たな部品を追加するものではなく、レンズ部６ｂは、摺動部６の一部である。このため、部品点数が増加しない。
　図３に示すレンズ部６ｂは、釦部５に対向する表側と光源８に対向する裏側とが凹形状の両側凹レンズである。従って、光源８からの光は、レンズ部６ｂによって釦部５の裏側に向けて発散される。

　スイッチ７は、スイッチノブに沿った方向に中心軸内部が中空になっているスイッチであり、基板９に実装される。例えば、スイッチ７は、押し子６ｃによってスイッチノブが押し込まれると、接点が導通してオン状態となり、スイッチノブの押し込みが解除されると、スイッチノブが元の位置に復帰して接点が遮断されて、オフ状態になる。図３では、スイッチ７は、釦部５の裏側中央部に対応する位置に配置されている。

　光源８は、操作パネル２の内部に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、基板９に実装される。図３では、光源８は、スイッチ７の中空部分に配置されて、レンズ部６ｂを介して釦部５の裏側中央部に向けて光を照射する。
　基板９は、スイッチ７と光源８の実装基板であり、操作パネル２の内部に配置される。
　操作パネル２の開口部２ａの内部には、スイッチ７と光源８とが、基板９に実装された状態で配置される。釦部５の裏側に摺動部６を組み付けた構造体を、摺動部６側から開口部２ａに通して操作パネル２に組み付ける。これにより、図３に示す操作部構造４が完成する。

　摺動部６は、釦部５の表側を押し込む操作に応じて操作パネル２の開口部２ａの内壁に沿って摺動する。摺動部６が摺動して押し子６ｃがスイッチ７を押すことで、スイッチ７がオン状態となる。
　釦部５を照明する場合、光源８からの光が、レンズ部６ｂを介して釦部５の裏側に照射される。レンズ部６ｂは、図３の矢印で示すように、釦部５の裏側中央部に向けて光源８から照射された光を発散させて釦部５の裏側端部にも光を導く。釦部５の裏側中央部から遠い端部にも光が導かれるので、釦部５の中央部よりも端部が暗くなるような輝度ムラが抑制される。

　光源８がスイッチ７の中空部分に配置されている場合、光源８から釦部５の裏側中央部に向かう光が主に出力され、釦部５の裏側端部に向かう光の一部は、上記中空部分の内壁に遮られる。この場合であっても、レンズ部６ｂが、入力光を発散させるので、釦部５の裏側中央部に加えて、裏側端部にも均一に光が照射される。
　また、レンズ部６ｂは摺動部６に一体に成型されるので、摺動部６とは別の部品を追加することなく、上記効果を得ることができる。
　釦部５と摺動部６とは、係合穴５ａと係合爪６ａとの係合によって直接組み付けられるので、釦部５と摺動部６との位置ずれが軽減される。これにより、釦部５と摺動部６との位置ずれに起因して、釦部５の裏側に光が不均一に照射されることを抑制できる。

　図３では、釦部５側と光源８側とのそれぞれに凹形状を設けて構成されたレンズ部６ｂを示したが、この構成に限定されるものではない。
　例えば、図４Ａに示すように、出力側のみに凹形状を有したレンズ部６ｂ－１を摺動部６に設けてもよく、図４Ｂに示すように、入力側のみに凹形状を有したレンズ部６ｂ－２を摺動部６に設けてもよい。光源８からの光は、レンズ部６ｂ－１またはレンズ部６ｂ－２を通して発散するので、釦部５の裏側に均一に照射される。

　図４Ｃに示すように、複数段の凹形状を有したレンズ部６ｂ－３を摺動部６に設けてもよい。図４Ｃに示すレンズ部６ｂ－３は、２段の凹部を有している。複数段の凹形状によって光が広がる方向に屈折するので、光源８からの光は、レンズ部６ｂ－３を通してスイッチ７の中空部分の開口寸法よりも広がった光となる。これにより、釦部５の裏側に光が均一に照射される。１段のレンズ部６ｂ－１から、複数段のレンズ部に変更することで、照明範囲を変更することができる。
　図４Ｄに示すように、入力側に凸形状を有したレンズ部６ｂ－４を摺動部６に設けてもよい。光源８からの光は、レンズ部６ｂ－４を通して平面より集光するので、照らしたい範囲のみに光を集めることが可能となる。

　以上のように、実施の形態１に係る操作部構造４において、釦部５は、操作パネル２の開口部２ａから表側が外部に露出される。透光性の摺動部６は、釦部５の裏側に組み付けられて操作パネル２の内部に配置され、釦部５に対する操作に応じて動作する。光源８は、操作パネル２の内部に設けられる。レンズ部６ｂは、摺動部６と一体に設けられ、光源８から釦部５の裏側までの光路上に配置される。
　このように構成することで、部品点数を増やさずに、レンズ部６ｂによって光源８からの光を釦部５の裏側の照明範囲に均一に照射できる。これにより釦部５の照明の輝度ムラを低減させることができる。

　実施の形態１に係る操作部構造４において、レンズ部６ｂ，６ｂ－１～６ｂ－４は、釦部５および光源８のうちの少なくとも一方側に設けられた凹形状または凸形状である。
　このように構成することによって、光源８からの光を釦部５の裏側の照明範囲に均一に照射することができる。

　実施の形態１に係る操作部構造４において、釦部５と摺動部６とは、釦部５に設けられた係合穴５ａと摺動部６に設けられた係合爪６ａとが係合して組み付けられる。
　このように構成することで、釦部５と摺動部６とを容易に組み付けまたは取り外しすることが可能となり、リワーク性を高めることができる。

実施の形態２．
　図５は、この発明の実施の形態２に係る操作部構造４Ａにおける摺動部６Ａを示す斜視図である。図６は、操作部構造４Ａを示す断面図である。図５および図６において、図２および図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　操作部構造４Ａは、図６に示すように、釦部５、摺動部６Ａ、スイッチ７および光源８を備える。

　摺動部６Ａは、釦部５に対する操作に応じて動作する透光性の操作部材であり、釦部５の裏側に組み付けられて操作パネル２の内部に配置される。摺動部６Ａの内周面６ｄは、図５に示すように、釦部５に向けて広がるテーパ面になっている。テーパ面では、図６の矢印で示すように、釦部５の裏側で反射されて光源８側に戻ってきた光をさらに反射して釦部５の裏側へ戻すことができる。これにより、釦部５の照明の輝度が全体的に高くなるので、実施の形態１で示した構成よりも光源８の出射光量を低くすることができ、光源８の消費電力を抑えることができる。

　以上のように、実施の形態２に係る操作部構造４Ａにおいて、摺動部６Ａの内周面６ｄが釦部５に向けて広がるテーパ面である。
　このように構成することで、実施の形態１で示した構成よりも光源８の出射光量を低くすることができ、光源８の消費電力を抑えることができる。

　これまで、中空部分を有するスイッチ７を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示す操作部構造４Ｂでは、中空部分のないスイッチ７Ａを採用している。この場合、スイッチ７Ａは、光源８の光軸から外れた位置に配置されるので、摺動部６Ｂでは、レンズ部６ｂの光軸から外れた位置に押し子６ｃ－１が設けられる。
　このように構成しても、上記と同様の効果が得られる。
　なお、図７では、摺動部６Ｂに押し子６ｃ－１を設けた構成を示したが、実施の形態１で示した構成にスイッチ７Ａを採用し、摺動部６に押し子６ｃ－１を設けてもよい。

実施の形態３．
　図８は、この発明の実施の形態３に係る操作部構造４Ｃを示す断面図である。図８において、図６と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　操作部構造４Ｃは、図６に示した構成に加えて、操作パネル２Ａの開口部２ａの内部に設けられた遮光用リブ２ｂを備える。

　遮光用リブ２ｂは、操作パネル２Ａの内部に設けられて、操作パネル２Ａの開口部２ａと釦部５との隙間へ向かう光を遮断する第１の遮光用リブである。
　光源８から摺動部６Ａの側面を通った光は、図８の矢印で示すように遮光用リブ２ｂによって遮られて、操作パネル２Ａの開口部２ａと釦部５との隙間から外部に漏れることがない。遮光用リブ２ｂは、実施の形態１に示した構成または図７に示した構成に採用してもよい。

　図９は、実施の形態３に係る操作部構造４Ｄを示す断面図である。図９において、図６と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
　操作部構造４Ｄは、図６に示した構成における釦部５の代わりに、突出部５ｃを有した釦部５Ａを備え、さらに遮光用リブ２ｃを備えている。

　突出部５ｃは、釦部５Ａから張り出して側面５ｂに沿って延びている。遮光用リブ２ｃは、操作パネル２Ｂの内部に設けられて、摺動部６Ａから突出部５ｃまでの間を通る光を遮断する第２の遮光用リブである。
　図９の矢印で示すように、摺動部６Ａの側面から漏れて突出部５ｃへ向かった光は、遮光用リブ２ｃによって遮られる。これにより、操作パネル２Ｂの開口部２ａと釦部５Ａとの隙間から光が外部に漏れることはない。なお、突出部５ｃおよび遮光用リブ２ｃは、実施の形態１に示した構成または図７に示した構成に採用してもよい。

　以上のように、実施の形態３に係る操作部構造４Ｃは、操作パネル２Ａの内部に設けられて、操作パネル２Ａの開口部２ａと釦部５との隙間から外部に漏れる光の光路を遮断する遮光用リブ２ｂを備える。この構成を備えることで、操作パネル２Ａの開口部２ａと釦部５との間隙からの光漏れが抑制され、意匠性を高めることができる。

　実施の形態３に係る操作部構造４Ｄは、釦部５Ａから張り出して側面５ｂに沿って延びた突出部５ｃと、操作パネル２Ｂの内部に設けられ、摺動部６Ａから突出部５ｃまでの間を通る光を遮断する遮光用リブ２ｃとを備える。
　これらの構成を有することで、操作パネル２Ｂの開口部２ａと釦部５Ａとの間隙からの光漏れが抑制され、意匠性を高めることができる。

　なお、透光性の樹脂からなるレンズ部と、非透光性の樹脂からなるレンズ部以外の部分とを２色成型した摺動部を採用してもよい。また、レンズ部以外の部分に非透光性のマスキングを施した摺動部を採用してもよい。
　これらのような構成とすることでも、光源８からの光が操作パネル２の開口部２ａと釦部５との間隙からの光漏れが抑制され、意匠性を高めることができる。

　上記実施の形態１から上記実施の形態３では、操作部構造が照明式の押し釦構造である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ダイヤルが照明される照明式の操作ダイヤルであってもよい。すなわち、意匠部材と操作部材とを備えて、光源からの光で意匠部材を照明する操作部であれば、この発明を適用することができる。

　なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせあるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

　この発明に係る操作部構造は、部品点数を増やすことなく、意匠部材の照明の輝度ムラを低減させることができるので、例えば、車載機器の操作部に好適である。

　１　電子機器、２，２Ａ，２Ｂ　操作パネル、２ａ　開口部、２ｂ，２ｃ　遮光用リブ、３　表示画面、４，４Ａ～４Ｄ　操作部構造、５，５Ａ　釦部、５ａ　係合穴、５ｂ　側面、５ｃ　突出部、６，６Ａ，６Ｂ　摺動部、６ａ　係合爪、６ｂ，６ｂ－１～６ｂ－４　レンズ部、６ｃ，６ｃ－１　押し子、６ｄ　内周面、７，７Ａ　スイッチ、８　光源、９　基板。

Claims (10)

1. 　操作パネルの開口部から表側が外部に露出された意匠部材と、
   　前記意匠部材の裏側に組み付けられて前記操作パネルの内部に配置され、前記意匠部材に対する操作に応じて動作する透光性の操作部材と、
   　前記操作パネルの内部に設けられた光源と、
   　前記操作部材と一体に設けられ、前記光源から前記意匠部材の裏側までの光路上に配置されたレンズ部と
   　を備えたことを特徴とする操作部構造。
2. 　前記意匠部材は、釦部であり、
   　前記操作部材は、前記釦部が押し込まれると押し込み方向に摺動して前記操作パネルの内部に設けられたスイッチを押す部材であること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
3. 　前記レンズ部は、前記意匠部材および前記光源のうちの少なくとも一方側に設けられた凹形状または凸形状であること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
4. 　前記意匠部材に設けられた第１の係合部と、
   　前記操作部材に設けられた第２の係合部とを備え、
   　前記意匠部材と前記操作部材とは、前記第１の係合部と前記第２の係合部とが係合して組み付けられること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
5. 　前記操作部材の内周面は、前記意匠部材に向けて広がるテーパ面であること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
6. 　前記操作パネルの内部に設けられて、前記操作パネルの開口部と前記意匠部材との隙間へ向かう光を遮断する第１の遮光用リブを備えたこと
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
7. 　前記意匠部材から張り出して側面に沿って延びた突出部と、
   　前記操作パネルの内部に設けられて、前記操作部材から前記突出部までの間を通る光を遮断する第２の遮光用リブとを備えたこと
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
8. 　前記操作部材は、透光性の樹脂からなる前記レンズ部と、非透光性の樹脂からなる前記レンズ部以外の部分とが２色成型された部材であること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
9. 　前記操作部材は、前記レンズ部以外の部分に非透光性のマスキングを施した部材であること
   　を特徴とする請求項１記載の操作部構造。
10. 　請求項１記載の操作部構造を備えた電子機器。

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