(57)【要約】【課題】低コストでシンプルな構成によって、操作部の透光性マークにメンブレンスイッチの接点の影が写ることなく、透光性マークの照明ムラを抑制することが可能な照光式スイッチを提供することである。【解決手段】照光式スイッチ１０は、操作部１７を含み、該操作部１７に透光性マークであるシンボルマーク１９が形成された表パネル１１と、表パネル１１の裏側に配置され、操作部１７の直下に形成された一対の接点である可動接点２０と固定接点２２とを含むメンブレンスイッチ１２とを備え、メンブレンスイッチ１２の裏側に配置される光源１３の光によって、シンボルマーク１９を照明するスイッチであって、メンブレンスイッチ１２の接点の幅をｘ（ｍｍ）としたときに、当該接点とシンボルマーク１９との間隔ｙ（ｍｍ）を、ｙ≧７ｘ2＋０．０８に設定するスイッチである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部を含み、該操作部に透光性マークが形成された表パネルと、
表パネルの裏側に配置され、表パネルの操作部の直下に形成された一対の接点を含むメンブレンスイッチと、
を備え、メンブレンスイッチの裏側に配置される光源の光によって、表パネルの透光性マークを照明する照光式スイッチにおいて、
メンブレンスイッチの接点の幅をｘとしたときに、当該接点と透光性マークとの間隔ｙを、ｙ≧７ｘ2＋０．０８に設定する照光式スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の照光式スイッチにおいて、
表パネルの透光性マークとメンブレンスイッチの接点との間、又はメンブレンスイッチの接点の裏側に、光を拡散させる光拡散層を備えた照光式スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照光式スイッチに関し、より詳しくは、操作部に透光性マークが形成された表パネルと、表パネルの操作部の直下に形成された一対の接点を含むメンブレンスイッチとを備えた照光式スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
メンブレンスイッチを備える照光式スイッチは、例えば、車載用スイッチパネルや各種家電製品のスイッチパネルなどに広く使用されている。メンブレンスイッチは、透明な樹脂シートに銀やカーボン等を含有する導電インクを印刷して、それぞれ接点が形成された２枚の接点シートを含んで構成されている（例えば、特許文献１参照）。各接点シートは、接点同士が互いに向かい合うように、スペーサを介して対向配置されており、表パネルの操作部が押圧操作されたときに、各接点シートの接点同士が接触して導通する仕組みである。
【０００３】
一般的に、メンブレンスイッチでは、表パネルの操作部に対応して、例えば、該操作部の直下に格子状のパターンで一対の接点が形成される。したがって、表パネルの操作部に透光性マークが形成された照光スイッチでは、透光性マークに接点の影が写り、照明ムラが発生するという問題がある。このような問題に鑑みて、幾つかの改良された照光式スイッチが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、メンブレンスイッチの表側に導光板を配置し、導光板の側面から導入される光の向きを変えて操作部を照明する照光式キーボードスイッチが開示されている。また、特許文献３には、透明微粒子を分散配置して光源の光を散乱させる透明導電膜を備えた照光スイッチが開示されている。また、特許文献４には、操作部の直下に光源を配置し、光源の側部に接点を設けた照光式メンブレンスイッチが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５‐１５２４１号公報
【特許文献２】実開平７‐３２８２５号公報
【特許文献３】特開２００４‐２５９５９６号公報
【特許文献４】特開平１１‐１１１０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各特許文献に開示されたスイッチには、次のような課題がある。
まず、特許文献２のスイッチは、導光板を用いて光の向きを変えるものであるが、この方法では、均一な光を操作部の表面に導くことが難しく、照明ムラ抑制の観点から未だ改良の余地がある。一方、特許文献３のスイッチは、高価な透明導電膜を使用するため、コスト面で問題がある。また、特許文献４のスイッチは、構造的な制限が多く、使用形態が限定されるという問題がある。
【０００７】
即ち、本発明の目的は、低コストでシンプルな構成によって、操作部の透光性マークにメンブレンスイッチの接点の影が写ることなく、透光性マークの照明ムラを抑制することが可能な照光式スイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照光式スイッチは、操作部を含み、該操作部に透光性マークが形成された表パネルと、表パネルの裏側に配置され、表パネルの操作部の直下に形成された一対の接点を含むメンブレンスイッチとを備え、メンブレンスイッチの裏側に配置される光源の光によって、表パネルの透光性マークを照明する照光式スイッチにおいて、メンブレンスイッチの接点の幅をｘとしたときに、当該接点と透光性マークとの間隔ｙを、ｙ≧７ｘ2＋０．０８に設定することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、メンブレンスイッチの接点と透光性マークとの間隔ｙを、ｙ≧７ｘ2＋０．０８に設定することで、接点を通過して一部が遮光された光源の光が、表パネルの透光性マークに到達するまでの間に、透光性マークの全体に拡散する。ゆえに、透光性マークにメンブレンスイッチの接点の影が写ることなく、マークの全体を略均一に照明できる。
【００１０】
また、本発明に係る照光式スイッチにおいて、表パネルの透光性マークとメンブレンスイッチの接点との間、又はメンブレンスイッチの接点の裏側に、光を拡散させる光拡散層を備えることが好ましい。例えば、光を拡散させる微粒子を含有する層を設けることで、光の拡散性が高まるため、透光性マークの全体をより均一に照明できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る照光式スイッチによれば、低コストでシンプルな構成によって、操作部の透光性マークにメンブレンスイッチの接点の影が写ることなく、透光性マークの照明ムラを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である照光式スイッチを表側から見た平面図である。
【図２】図１のＢ‐Ｂ線断面を模式的に示す図である。
【図３】図２のＣ部拡大図である。
【図４】本発明の実施形態である照光式スイッチにおいて、メンブレンスイッチを表側から見た平面図である。
【図５】本発明の実施形態である照光式スイッチの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態である照光式スイッチについて、シンボルマークの照明状態の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて、本発明に係る照光式スイッチの実施形態につき、詳細に説明する。なお、以下では、車載用スイッチパネルに適用される照光式スイッチ１０を例示するが、本発明の照光式スイッチは、これに限定されず、各種家電製品や各種産業機器のスイッチパネルなどにも適用できる。
【００１４】
また、実施形態では、説明の便宜上、「表裏」、「上下」等の方向を示す用語を使用する。照光式スイッチ１０では、表パネル１１側を「表」とし、各構成要素において、表側に向いた面を「表面」、表面と反対側の面を「裏面」とする。また、各構成要素が積層される方向を「上下方向」とし、表側を「上」、裏側を「下」とする。
【００１５】
図１〜図４を参照して、照光式スイッチ１０の構成を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、照光式スイッチ１０を表側から見た図であり、図２は、図１のＢ‐Ｂ線断面図である。図１及び図２に示すように、照光式スイッチ１０は、表パネル１１と、表パネル１１の裏面上に積層されたメンブレンスイッチ１２と、メンブレンスイッチ１２の裏側に配置された光源１３とを備える。照光式スイッチ１０は、例えば、ヘッドライトの点灯と連動して光源１３を発光させ、光源１３の光がメンブレンスイッチ１２を透過して表パネル１１を照明するスイッチである。光源１３としては、特に限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
【００１７】
また、照光式スイッチ１０は、メンブレンスイッチ１２の裏面上に積層され、メンブレンスイッチ１２を支持するレンズシート１４と、光源１３が搭載されるプリント配線板１５と、各構成部材を保持するハウジング１６とを備える。プリント配線板１５は、レンズシート１４から所定長さ離間して、レンズシート１４の裏側に配置されている。図２に示す例では、操作部１７よりも少数の光源１３がプリント配線板１５に搭載されているが、光源１３の数や配置は、適宜変更可能であり、例えば、光源１３は各操作部１７の直下に配置されてもよい。なお、プリント配線板１５には、光源１３の他に、図示しない各種電子部品が搭載されていてもよい。
【００１８】
表パネル１１は、例えば、ポリエステルやポリカーボネート等の透明な樹脂から構成されるパネルであって、照光式スイッチ１０の最表面に配置される。表パネル１１は、ユーザーにより押圧操作される部分である操作部１７を複数備える。図２では、表パネル１１の表面がフラットな形態を示しているが、表面をエンボス加工して、クリック感のある凸状の操作部１７を形成してもよい。フラットタイプでは、例えば、表パネル１１の裏面にプリントされる印刷層１８によって操作部１７が特定される。なお、表パネル１１には、操作部１７の他に、音量や室温等を表示するインジケータ２７が設けられる。
【００１９】
操作部１７には、透光性マークであるシンボルマーク１９が形成されている。シンボルマーク１９は、光源１３の光を透過し、光源１３によって照明される部分である。図１に例示する形態では、シンボルマーク１９として、「ＯＮ」、「ＶＯＬ」、「ＴＥＭＰ」等が形成されているが、シンボルマーク１９の形状は特に限定されない。なお、印刷層１８のシンボルマーク１９以外の部分には、例えば、黒色顔料を含むインキを用いた遮光印刷が施されている。シンボルマーク１９は、例えば、顔料を含まないインキによって形成される。或いは、遮光印刷が施されない部分がシンボルマーク１９になる。
【００２０】
ここで、図３及び図４をさらに参照して、メンブレンスイッチ１２の構成を詳説する。
図３は、図２のＣ部拡大図であり、図４は、表パネル１１を省略し、メンブレンスイッチ１２の一部を表側から見た図である。なお、図４では、操作部１７の直下領域Ａを一点鎖線で示す。また、図面の明瞭化のため、上部接点シート２１の裏面上に形成された固定接点２２（＋側固定接点２２ａ、−側固定接点２２ｂ）を実線で示す。
【００２１】
図３に示すように、メンブレンスイッチ１２は、裏面上に可動接点２０が形成された上部接点シート２１と、表面上に固定接点２２が形成された下部接点シート２３と、両シートの間に配置されたスペーサ２４とを備える。つまり、メンブレンスイッチ１２は、可動接点２０と固定接点２２とが互いに向かい合うように、スペーサ２４を介して上部接点シート２１と下部接点シート２３とを対向配置した構造である。スペーサ２４は、可動接点２０及び固定接点２２が接触しないように、各シートの間に隙間を設ける機能を有し、例えば、各接点が形成される領域を囲むように設けられる。メンブレンスイッチ１２は、表パネル１１の操作部１７が押圧操作されたときに、上部接点シート２１が撓み、可動接点２０が固定接点２２に接触することで導通する構成である。
【００２２】
上部接点シート２１及び下部接点シート２３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明な樹脂から構成されるシートである。また、スペーサ２４は、例えば、ＰＥＴ等の樹脂から構成される穴あきシートである。メンブレンスイッチ１２を構成する各シート（後述の光拡散用スペーサ２５を含む）は、接着剤を用いて互いに接合できる。なお、上部接点シート２１の厚みとしては、１０〜１００μｍ程度であり、５０〜８０μｍであることが好ましい。一方、下部接点シート２３の厚みは、上部接点シート２１よりも厚めに設定される。
【００２３】
可動接点２０及び固定接点２２は、上記のように、シンボルマーク１９が形成された操作部１７の直下に設けられる。可動接点２０及び固定接点２２は、例えば、銀やカーボン等を含有する導電インクをシート上に印刷することで形成される。つまり、銀やカーボンは光を透過させないため、可動接点２０及び固定接点２２にあたった光源１３の光は遮光される。
【００２４】
図４に示すように、可動接点２０は、例えば、操作部１７の直下領域Ａを横切って直線状に形成された細線である。図４に示す例では、所定間隔をあけて互いに平行に複数の可動接点２０が形成されている。可動接点２０の幅としては、光透過性や生産性、導通抵抗等の観点から、０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．０５〜０．２ｍｍであることが特に好ましい。また、各可動接点２０の間隔としては、操作部１７のサイズによっても異なるが、例えば、１．５ｍｍに設定することができる。
【００２５】
固定接点２２は、＋側回路端子２６ａに接続される＋側固定接点２２ａと、−側回路端子２６ｂに接続される−側固定接点２２ｂとを含む。図４に示す例では、一対の回路端子である＋側回路端子２６ａ及び−側回路端子２６ｂが、可動接点２０と平行に、可動接点２０の列の端にそれぞれ形成されている。＋側固定接点２２ａ及び−側固定接点２２ｂは、一対の回路端子に直交して、即ち可動接点２０に直交して直線状に複数形成されており、互いに交互に配置されている。つまり、可動接点２０及び固定接点２２によって、格子状の接点パターンが形成される。なお、各固定接点２２の幅及び間隔は、可動接点２０と同じに設定できる。
【００２６】
メンブレンスイッチ１２では、操作部１７が押圧操作されて直下領域Ａが下方に撓んだときに、可動接点２０が＋側固定接点２２ａ及び−側固定接点２２ｂに直交して接触する。そして、可動接点２０を介して、＋側固定接点２２ａと−側固定接点２２ｂとが接続されることで、一対の回路端子が導通する。一対の回路端子が導通すると、例えば、操作部１７がオーディオ装置の操作部である場合、操作部１７に対応する装置であるオーディオ装置に、電気信号（例えば、ＯＮ信号）が送信される。
【００２７】
また、メンブレンスイッチ１２は、上部接点シート２１の表面上に積層された光拡散用スペーサ２５を備える。つまり、光拡散用スペーサ２５は、上部接点シート２１と表パネル１１との間に配置され、メンブレンスイッチ１２の接点と表パネル１１のシンボルマーク１９との間隔を大きくする機能を有する。光拡散用スペーサ２５としては、ＰＥＴ等の透明な樹脂から構成されるシートを用いることができるが、例えば、当該シート中に透明な樹脂微粒子が分散され、当該樹脂微粒子が光を拡散させる所謂光拡散フィルムを用いることが好適である。なお、光拡散フィルムとしては、例えば、ヘイズが５０〜８２％のフィルムを用いることができる。
【００２８】
照光式スイッチ１０において、メンブレンスイッチ１２の接点と表パネル１１のシンボルマーク１９との間隔ｙ（ｍｍ）は、シンボルマーク１９の照明ムラ抑制の観点から、メンブレンスイッチ１２の接点の幅をｘ（ｍｍ）としたときに、式（１）に従って設定される。式（１）は、実験結果に基づいて導かれた式である（後述の図６参照）。
ｙ≧７ｘ2＋０．０８    （Ｘ＞０）・・・（１）
ここで、ｘとしては、シンボルマーク１９に近い可動接点２０の幅を用いることが好ましく、その場合、ｙは可動接点２０とシンボルマーク１９の間隔である。可動接点２０とシンボルマーク１９との間隔ｙは、上部接点シート２１の厚みを考慮した上で、光拡散用スペーサ２５の厚みを調整することで設定できる。例えば、式（１）に従って間隔ｙを０．２ｍｍに設定する場合、上部接点シート２１の厚みが０．１ｍｍであると、光拡散用スペーサ２５の厚みを０．１ｍｍ以上に設定する必要がある。
【００２９】
なお、可動接点２０の幅は、上記のように、０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましいため、式（１）は、０．０５≦ｘ≦０．５（ｍｍ）の範囲で用いられることが好ましい。具体的に、可動接点２０とシンボルマーク１９との間隔は、可動接点２０の幅を０．０５ｍｍとした場合には０．１ｍｍ以上に設定され、可動接点２０の幅を０．５ｍｍとした場合には１．８ｍｍ以上に設定される。つまり、可動接点２０の幅を細くするほど、可動接点２０とシンボルマーク１９との間隔を小さくでき、照光式スイッチ１０の薄膜化に有利である。
【００３０】
以上のように、照光式スイッチ１０は、上部接点シート２１の表面上に配置された光拡散用スペーサ２５を備える。そして、照光式スイッチ１０では、光拡散用スペーサ２５によって、可動接点２０とシンボルマーク１９との間隔ｙが、式（１）に従って設定されている。式（１）に従って間隔ｙを設定することで、可動接点２０及び固定接点２２を通過する光源１３の光が、表パネル１１のシンボルマーク１９に到達するまでの間に、シンボルマーク１９の全体に拡散する。ゆえに、シンボルマーク１９に可動接点２０及び固定接点２２の影が写ることなく、シンボルマーク１９の照明ムラを抑制できる。
【００３１】
また、光拡散用スペーサ２５としては、例えば、ヘイズが５０〜８２％の光拡散フィルムを用いることが好適であり、その場合、光の拡散性が高まるため、シンボルマーク１９の全体をより均一に照明できる。
【００３２】
なお、上記実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で、適宜設計変更できる。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、メンブレンスイッチ１２が、上部接点シート２１の表面に積層された光拡散用スペーサ２５を備えるものとして説明したが、図６に示すように、表パネル１１ｚの裏面に光拡散印刷層２５ｚを形成してもよい。図６に例示する形態では、シンボルマーク１９ｚを形成する印刷層１８ｚが表パネル１１ｚの表面に形成されている。ゆえに、可動接点２０ｚとシンボルマーク１９ｚとの間隔ｙは、上部接点シート２１ｚ、光拡散印刷層２５ｚ、及び表パネル１１ｚの厚みを調整することで設定される。なお、光拡散印刷層２５ｚは、樹脂微粒子を含有する透明なインキを用いて形成できる。
【００３４】
また、光を拡散させる光拡散層は、メンブレンスイッチ１２の固定接点２２の裏側、例えば、下部接点シート２３の裏面上やレンズシート１４の表面上に印刷層として形成されていてもよい。つまり、接点を通過する前の光の拡散性を高めることも、シンボルマーク１９の照明ムラを抑制する方法として効果的である。
【００３５】
また、上記では、可動接点２０及び固定接点２２が同じ幅を有するものとして説明したが、固定接点２２の幅は、可動接点２０の幅より細くてもよい。この場合、式（１）の間隔ｙは、可動接点２０の幅を用いて算出できる。一方、固定接点２２の幅は、可動接点２０の幅より太くてもよい。この場合、式（１）の間隔ｙは、可動接点２０及び固定接点２２の幅を考慮して算出することが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例により本発明をさらに説明する。なお、各実施例及び各比較例の結果は、図６にまとめて示している。
【００３７】
＜実施例１＞
照光式スイッチ１０の評価用モデルを作製して、シンボルマーク１９の照明状態の評価を行った。まず、裏面上にシンボルマーク１９を含む印刷層１８が形成された表パネル１１を準備した。次に、樹脂シートの表面上に、幅０．１ｍｍの直線状の細線を、導電インクを用いて１．５ｍｍ間隔で格子状に形成し、これを、メンブレンスイッチ１２の接点（以下、模擬接点と称する）とした。模擬接点と表パネル１１との間に、光拡散用スペーサ２５として、厚みが０．５ｍｍの光拡散フィルム（株式会社ツジデン社製、ヘイズ７６％）を挟み、模擬接点がシンボルマーク１９の直下に位置するように調整して、照光式スイッチ１０の評価用モデル１を得た。即ち、得られた評価用モデル１は、模擬接点の幅が０．１ｍｍ、模擬接点とシンボルマーク１９との間隔が０．５ｍｍである。
【００３８】
［シンボルマークの照明状態の評価］
得られた評価用モデル１について、模擬接点を形成した樹脂シート（模擬メンブレンスイッチ１２）の裏面側に、光源１３としてＬＥＤを配置し、ＬＥＤがシンボルマーク１９の直下に位置するように調整した。この状態で、表パネル１１の表面側から、シンボルマーク１９の照明状態を目視にて確認した。
なお、目視確認の結果、シンボルマーク１９に模擬接点の陰影が確認されなかった場合は評価○、シンボルマーク１９に模擬接点の陰影が確認された場合は評価×として、評価結果（ｔ１）を図６に示した。なお、図６は、ｘ軸に模擬接点の幅（ｍｍ）を、ｙ軸に模擬接点とシンボルマーク１９との間隔をとり、シンボルマーク１９の照明状態の評価結果をプロットした図である。
【００３９】
図６に示すように、評価用モデル１は、シンボルマーク１９の照明状態の評価結果が○であった。評価用モデル１では、シンボルマーク１９に模擬接点の影は写らず、シンボルマーク１９を略均一に照明できることが確認された。
【００４０】
＜実施例２〜９＞
模擬接点の幅を０．０５〜０．５の範囲で、模擬接点とシンボルマーク１９との間隔を０．２〜２．０の範囲でそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用モデル２〜９を作製し、シンボルマーク１９の照明状態について評価を行った。各評価モデルの評価結果（ｔ２〜ｔ９）は、図６にそれぞれ示した。
【００４１】
＜比較例１〜４＞
模擬接点の幅を０．１〜０．５の範囲で、模擬接点とシンボルマーク１９との間隔を０．１〜１．５の範囲でそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、比較評価用モデル１〜４を作製し、シンボルマーク１９の照明状態について評価を行った。各評価モデルの評価結果（ｒ１〜ｒ４）は、図６にそれぞれ示した。
【００４２】
図６に示すように、各実施例及び各比較例の結果から、ｙ＝７ｘ2＋０．０８の曲線を境にシンボルマーク１９の照明状態の評価結果が相違することが明らかとなった。つまり、ｙ＜７ｘ2＋０．０８の条件下では、シンボルマーク１９に模擬接点の影が写るが、ｙ≧７ｘ2＋０．０８（式１）の条件下では、シンボルマーク１９に模擬接点の影が写らないことが判明した。
【００４３】
なお、各実施例及び各比較例では、光拡散用スペーサ２５として、光拡散フィルム（株式会社ツジデン社製、ヘイズ７６％）を用いたが、ヘイズが６４〜８３％の光拡散フィルムを用いた場合にも図６に示すものと同様の結果が得られた。また、光拡散用スペーサ２５として、透明なＰＥＴフィルムを用いた場合にも図６に示すものと同様の結果が得られた。また、各接点の形成間隔は、シンボルマーク１９の照明状態に影響しないことが分かった。
【符号の説明】
【００４４】
１０  照光式スイッチ、１１  表パネル、１２  メンブレンスイッチ、１３  光源、１４  レンズシート、１５  プリント配線板、１６  ハウジング、１７  操作部、１８  印刷層、１９  シンボルマーク、２０  可動接点、２１  上部接点シート、２２  固定接点、２２ａ  ＋側固定接点、２２ｂ  −側固定接点、２３  下部接点シート、２４  スペーサ、２５  光拡散用スペーサ、２６ａ  ＋側回路端子、２６ｂ  −側回路端子、２７  インジケータ。
【図１】
2012182097.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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