(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップ部を表面側に形成した上層シートと、前記キートップ部に対応して設けられた押圧部を裏面側に形成した下層シートとを備え、この上層シートと下層シートの両シート間に、前記キートップ部に対応して形成した表示部のある遮光性層と透光性着色層と面発光シートとを介在させて押釦スイッチ用カバー部材とし、前記下層シートの前記押圧部に対応する固定接点を備える回路基板が設けられ、前記固定接点に対応した部分を窓孔部としたベースフィルムを該回路基板上に接着し、前記固定接点を覆うように該ベースフィルム上に可撓性の皿バネを載置し、該金属皿バネ外周縁を固定シートをもって前記ベースフィルム上に接着し該皿バネを定着させ、前記下層シートの押圧部を前記皿バネ上に当接させるように前記押釦スイッチ用カバー部材を回路基板上に固定してなり、前記皿バネが白色ＰＥＴによることを特徴とする照光式押釦スイッチ。
【請求項２】
前記キートップ部に対応する前記面発光シートの部分に発光部を形成し、該発光部上に電極を形成したことを特徴とする請求項１に記載の照光式押釦スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機、自動車電話機などの移動体通信機器、計測機器、リモートコントローラ、ハンディターミナル等のデータ入力装置やスイッチ装置等に用いられる照光式押釦スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機などの入力装置に使用される照光式押釦スイッチでは、図７に示すように押釦スイッチ用カバー部材ａを回路基板ｂと組み付けてケース内に収容し、これら押釦スイッチ用カバー部材ａと回路基板ｂとにより押釦スイッチが構成されている。このような押釦スイッチは、文字・記号等の表示部ａ２ が天面に形成された複数のキートップ部ａ１ を表面に、また、裏面に各キートップ部ａ１ に対応する接点部ｃを有し、キートップ部ａ１ の押圧操作により接点部ｃが回路基板ｂの接点と直接あるいは金属皿バネｄ、樹脂状皿バネ等を介して間接的に接触して回路の開閉を行うが、押釦スイッチ用カバー部材ａの下側にＬＥＤ等の光源ｅを多数、例えば１０〜１５個程度を回路基板ｂに配置し、押圧操作時において、この光源ｅによりキートップ部ａ１の表示部ａ２を照射してその視認を容易にすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の照光式押釦スイッチにあっては、全てのキートップ部の天面の表示部を均一に照射することが難しく、照光ムラや輝度ムラが避けられず、また、多数のＬＥＤを同時に点灯するため消費電力が大きくなるという問題があり、この照光ムラや輝度ムラをなくすためには、より高輝度のＬＥＤを点灯させることで解決できるとも考えられるが、そうすると消費電力がさらに増大し、携帯電話機などの機器の使用時間が短くなり、また、大容量の電池パックが不可欠で機器の重量増大という新たな問題を生じる。さらに、これらＬＥＤは、回路基板に多数個組み込まれるため、回路基板の回路設計において制約が多くなり設計時間が増加し、また、回路基板への組込コスト等、製造コストも割高となる欠点があった。
本発明は、これらの従来の諸欠点を解決しようとするもので、電力消費量を少なくし電池パック等を少容量化して小型化を図っても押釦スイッチ用カバー部材全体をムラなく照光できて表示部を明瞭に視認できるようにし、しかも、薄い面発光シートを使用するためスイッチ装置全体を薄くでき、ＬＥＤ等を回路基板に組み付けることがないので、回路基板の設計を含めた製造コストの低減が図られて、低コスト化の要請をも十分満足できる照光式押釦スイッチを提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、キートップ部を表面側に形成した上層シートと、前記キートップ部に対応して設けられた押圧部を裏面側に形成した下層シートとを備え、この上層シートと下層シートの両シート間に、前記キートップ部に対応して形成した表示部のある遮光性層と透光性着色層と面発光シートとを介在させて押釦スイッチ用カバー部材とし、前記下層シートの前記押圧部に対応する固定接点を備える回路基板が設けられ、前記固定接点に対応した部分を窓孔部としたベースフィルムを該回路基板上に接着し、前記固定接点を覆うように該ベースフィルム上に可撓性の皿バネを載置し、該金属皿バネ外周縁を固定シートをもって前記ベースフィルム上に接着し該皿バネを定着させ、前記下層シートの押圧部を前記皿バネ上に当接させるように前記押釦スイッチ用カバー部材を回路基板上に固定してなり、前記皿バネが白色ＰＥＴによることを特徴とする照光式押釦スイッチである。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、前記キートップ部に対応する前記面発光シートの部分に発光部を形成し、該発光部上に電極を形成したことを特徴とする請求項１に記載の照光式押釦スイッチである。
【０００８】
【作用】
本発明の照光式押釦スイッチによれば、薄いシート状の照光用光源を用いるため装置自体を薄くできると共に、シート全体が発光するため、押釦スイッチ部材全体が均一に照光されることから表示部に光ムラがなく高品位感があるものとなる。さらに従来のようにＬＥＤ等を回路基板に組み付けなくてもよいので、回路基板の設計を含めた製造コストの低減が図られ、シート全体が小電力で発光されるので電力消費量を抑えられることから、電池パック等を少容量化して小型化を図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態にかかわる照光式押釦スイッチを示し、文字、符号等の記号とした表示部１を有するキートップ部材２を表面側に形成し、かつ押圧部４とベース部４１  とを裏面側に形成した押釦スイッチ用カバー部材３と、回路基板８上に設けられた固定接点９の部分を除いた窓孔部を備えたベースフィルム６とを設け、該ベースフィルム６を回路基板８上に設置すると共に、前記固定接点９の上方に金属皿バネ５をベースフィルム６上に載置し、該金属皿バネ外周縁を面発光シート７をもってベースフィルム６上に接着することによって定着し、該面発光シート７を前記押釦スイッチ用カバー部材３のベース部４１で押圧固定した構成からなる。
この面発光シート７は、例えば硫化亜鉛等の発光物質を電極を設けたフィルム間に注入し、電圧を印加すると蛍光を発する現象を起こすもので、いわゆるＥＬ（エレクトロルミネセンス）シートと呼ばれているものである。この照光式押釦スイッチは、図１に示すように押釦スイッチ用カバー部材３の押圧部４の下方には可動接点部となる金属皿バネ５が回路基板８上の固定接点９に対向して設けられた状態に組み付けられ、ベースフィルム６上に設置された金属皿バネ５は前記面発光シート７で固定されていて、該面発光シート７は、金属皿バネ５全体を覆うように固定してもよいが、金属皿バネ５のクリック感、押圧時の感触を損なわないためには、金属皿バネ５のドーム状部分を抜いた状態で固定するのがよい。
【００１０】
この押釦スイッチ用カバー部材３の表示部１は、キートップ部２の天面に透光性着色層１１及び遮光性層１２で抜き記号等の表示部１が形成されているか、または、図示されていないが記号等の表示部１が印刷などの方法で形成されている。
【００１１】
第２の実施形態では、図２に示すように、透光性着色層１１と遮光性層１２とからなる表示部１、或いは、図示されていないが記号などが印刷された表示部を有するキートップ部２を表面側に接着し、かつ押圧部４とベース部４１  とを裏面側に形成した押釦スイッチ用カバー部材３と、回路基板８上に設けた固定接点９の上方にドーム状の可撓性皿バネ５１  を形成した樹脂シート５２  とを回路基板８上に備えてある。そしてドーム状部の裏面に導電性接点５３  を設けてあって、この可撓性皿バネ５１  のドーム状部以外の樹脂シート５２  上に面発光シート７が設けられているが、該面発光シート７は、可撓性皿バネ５１ のドーム状部も覆うと押圧荷重が大きくなり、クリック感が損なわれることから、ドーム状部を抜いた状態とするのがよい。
【００１２】
また、図３に示す押釦スイッチ用カバー部材１３は、第３の実施形態で、キートップ部１２を表面側に形成した上層シート１１と、押圧部１４を裏面側に形成した下層シート１５とを備え、この上層シート１１と下層シート１５の両シート間に面発光シート１７と、透光性着色層１６及び表示部１０のある遮光性層１６１  とを介在配備して押釦スイッチ部材１３としてあるが、前記面発光シート１７は、上層シート１１あるいは下層シート１５に接着されていてもよい。
さらに前記表示部１０は、図２の場合と同様にキートップ部裏面に設けてもよいし、図１のようにキートップ部天面に設けても良い。この場合、前記遮光性層１６１  は表示部１０に対応する部分だけ孔あきとする。また、この押釦スイッチ用カバー部材１３が組み付けられる回路基板１８は、図１の例と同様に固定接点１９の部分を除いた窓孔部を備えたベースフィルム２６を有し、該固定接点１９の上方に金属皿バネ２５をベースフィルム２６上に載置し、該金属皿バネ外周縁を固定シート２５１  で接着固定してあるが、この金属皿バネ２５に代えて図２の例のようにドーム状の可撓性皿バネ５１  を形成した樹脂シート５２  を設けた形態とすることもできる。
【００１３】
この図３の例では、面発光シート１７の発光部分が押釦スイッチ用カバー部材１３の全面に設けられているが、図４及び図５の第４実施形態のように面発光シート１７の発光部分がキートップ部１２に対応する部分のみに形成し、照光したい部分だけが面発光シート１７により照光されるようにしてある。即ち、面発光シート１７においてキートップ部１２に対応した発光部１７１ が回路的に結ばれており、電極１７２ を経由して回路基盤１８に接続され、押されたキートップ部１２のみが回路基板での制御により照光される構成となっている。このようにすることで、面発光シート１７の発光物質をキートップ部分のみに使用量を限定して設ければ良いので製造コストも低減できるほか、押釦スイッチを押す際に、押したキートップ部１２だけが照光されることとなり、押したキートップ部１２の区別、確認ができ使用時においてキートップ部１２の押し違い等が判りやすいし、押されたキートップ部１２のみが発光されるので、消費電力も抑えられて電池パック等の少容量化に寄与できる。
【００１４】
図６の第５の実施形態では、記号などの表示部２１をキートップ部材２２の表面側に形成し、また可動接点２４１  のある押圧部２４を裏面側に形成したキートップ部２２が、ドーム状部２２１  を介してベース部２２２ に設けられた押釦スイッチ用カバー部材２３を用いたもので、前記可動接点２４１  に対向して回路基板２８上に設けられた固定接点２９があり、この固定接点２９のある回路基板２８と押釦スイッチ用カバー部材２３のベース部２２２ との間に面発光シート２７を設けた構成である。表示部２１は、図１と同様に成形され、また面発光シート２７は押釦スイッチ用カバー部材２３のドーム状部２２１を抜いた状態とするのがよい。
【００１５】
図に示した押釦スイッチ用カバー部材、上層シートのベース部および下層シートは、透光性の各種弾性ゴムやウレタン系などの熱化塑性エラストマーからなるものとすればよいが、耐環境性、加工性、耐候性などを考慮するとシリコーンゴムが好ましい。
【００１６】
なお、キートップ部は、アクリル系、ウレタン系、メタクリル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、またはジメチルフェニルシリコーン系などでそのショアＤ硬度が４０〜８０度の透光性・高透明性の高硬度樹脂とすることが望ましい。このキートップ部とする高硬度樹脂は、押釦スイッチ用カバー部材の弾性材料、例えばシリコーンゴム等と接着一体化される必要がある。また透光性を確保でき、加熱に対して黄変しない樹脂として、例えば熱硬化性樹脂のポリエステル樹脂に硬化剤および接着付与剤としてビニルモノマー、機械的強度向上と収縮防止機能を付与するためのエポキシ樹脂などを適宜配合した樹脂を選択するとより好ましい。
【００１７】
表示部は、キートップ部の天面、キートップ部の裏底面、上層シート、下層シートの少なくとも一面に設けられる。この表示部は、遮光性塗料や遮光性インク等を用い、前記のような所定位置に直接、印刷により形成するか、または塗装や印刷でいったん遮光性着色層を形成しておいて、レーザー加工等で文字等の形状に遮光性着色層の一部をエッチングすることにより形成する。なおこの場合、予め遮光性着色層の下に透光性着色層を印刷等で形成しておいてもよい。また予め印刷等された印刷シートを透明接着剤等でキートップ部天面に貼合して表示部としても良い。なお、印刷で表示部を形成する場合に、例えば柔軟性のあるプラスチックフィルムをキャリアとしたいわゆる転写印刷法を用いても良い。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明の実施例を示す。
実施例１
シリコーンゴム組成物ＫＥ−１９１５（信越化学工業製）を用いて、成形用金型にて圧縮成形してキートップ部のある押釦スイッチ用カバー基材を成形した。次いでこのキートップ部の天面にシリコーン系の透光性着色塗料を用いてベタ印刷をし、透光性着色層を形成し、さらに、同じくシリコーン系の遮光性着色塗料を用い遮光性層を形成し、この遮光性層のキートップ部天面部分を従来より知られているレーザー加工機により除去して表示部を形成し押釦スイッチ用カバー部材とした。
次に、薄い金属（厚さ０．１ｍｍのベリ銅）を材料として、プレス型成型により製作された金属製ドーム状の皿バネ（金属皿バネ）を、窓孔部（φ４．５ｍｍ）を形成したベースフィルム（厚さ５０μｍの透明ＰＥＴフィルム）上に頂部を上方に向けて設置し、その周縁部およびベースフィルムを接着剤付き面発光シートで保持・固定し、これを回路基板の固定接点に位置合わせ設置し、さらに前記押釦スイッチ用カバー部材を押圧部が金属皿バネの頂部と対応し、かつベース部が面発光シートに対応するように設置した。この回路基板に設置された金属皿バネおよび押釦スイッチ用カバー部材をケース（図示せず）に組み込み、電源を入れると全ての表示部が鮮明にムラ無く照光して良好に視認できた。
【００１９】
実施例２
透明なアクリル樹脂を射出成型により得られたキートップ体の裏面側に遮光性インクを用いてスクリーン印刷で、抜き記号の遮光性層を形成し、さらに、この遮光性層上に透光性インクで同様にベタ印刷を行い透光性着色層を形成し表示部を完成させた。また、シリコーンゴムコンパウンドＫＥ−９５１Ｕ（信越化学工業製）を用いて、ベース部、押圧部を備えた弾性シートを成形した。この弾性シートの押圧部上に前記キートップ体をシリコーン系接着剤で接着し押釦スイッチ用カバー部材を得た。
次に、樹脂シートであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートにカーボン系導電性インクを用いてスクリーン印刷で接点を複数印刷成形し、このシートをプレス型成形により接点を中心とした領域に、印刷面と反対側の上方に向けて膨出したドーム状部のある可撓性皿バネを形成した。次にこの可撓性皿バネのドーム状部を窓孔状に抜いた接着剤付き面発光シートを前記樹脂シートに接着した。
この可撓性皿バネを、回路基板の固定接点に位置合わせ設置し、さらに前記押釦スイッチ用カバー部材を押圧部が可撓性皿バネの頂部と対応し、かつ押圧部が面発光シートに対応するように設置した。この回路基板に設置された可撓性皿バネおよび押釦スイッチ用カバー部材をケースに組み込み、電源を入れると全ての表示部が鮮明にムラ無く照光して良好に視認できた。なおこの場合、白色のＰＥＴを用いてドーム状の可撓性皿バネを成形することにより、面発光シートの光が白色のＰＥＴにより反射されてより効果的に光がキートップ部を照光することができた。
【００２０】
実施例３
熱硬化性の液状アクリル樹脂（市販品）を加熱した金型のキートップ部形成用彫り込み部に充填し、加熱硬化して透明キートップ部とした。また、シリコーンゴムコンパウンドＫＥ−９４１Ｕ（信越化学工業製）をキートップ部を形成したものと同じ金型に充填して加圧・加熱することにより、透明キートップ部と弾性シート部を一体化させた。次いで、シリコーン系の遮光性着色塗料を用い、弾性シート部の裏面に抜き記号の遮光性層をスクリーン印刷で形成し、さらに、抜き記号部分を十分に覆うようにシリコーン系の透光性着色材料で同じく印刷して上層シートを得た。前記弾性シート部の作製に用いたシリコーンゴム原料を用い、同様に押圧部を備えた下層シートを成形した。この下層シートを光の反射効率のよい白色などに着色すると、より一層効果よく光を上層シートに導くことができる。この上層シートと下層シートを両面に接着剤を付けた面発光シートを介してキートップ部と押圧部が対応するように接着した。
接点部は、実施例１の接着剤付き面発光シートの代わりに、接着剤付き固定フィルムとした金属皿バネを用いた。言うまでもないが、この接点部は、実施例２で用いた樹脂シートの一部を膨出させてなるドーム状の可撓性皿バネを用いてもよい。
前記金属皿バネを、回路基板の固定接点に位置合わせ設置し、さらに押釦スイッチ用カバー部材を押圧部が金属皿バネの頂部と対応するように設置した。この回路基板に設置された金属皿バネおよび押釦スイッチ用カバー部材をケースに組み込み、電源を入れると全ての表示部が鮮明にムラ無く照光して良好に視認できた。
【００２１】
実施例４
実施例３と同様にキートップ部のある上層シートと、押圧部のある下層シートとを形成し、両上下層シート間に前記キートップ部に対応する部分だけが発光する面発光シートを介在し接着配備して、押釦スイッチ用カバー部材とした。
また、金属皿バネ及び固定接点を設けた回路基板の上に押釦スイッチ用カバー部材を押圧部が金属皿バネの頂部と対応するように設置してケースに組み込み電源を入れると選んだキートップ部を押すと、押されたキートップ部だけが面発光シートの発光部により照光され、識別確認が容易で消費電力の浪費がなく用いられ表示部も良好に視認できた。
【００２２】
実施例５
シリコーンゴム組成物ＫＥ−１９１５（信越化学工業製）を用いて、成形用金型にて圧縮成形し、キートップ部、ドーム部、ベース部、及び押圧部を成形し、この押圧部にシリコーン導電性インクで可動接点を設けた押釦スイッチ用カバー部材を成形した。次いでこの押釦スイッチ用カバー部材の天面にシリコーン系の着色塗料を用いて記号などの表示部を印刷し押釦スイッチ用カバー部材を完成させた。
回路基板の固定接点に位置合わせをして、固定接点の部分を除いた窓孔に抜かれた面発光シートを回路基板上に設置し、さらに前記押釦スイッチ用カバー部材を押圧部が固定接点と対応するように設置した。この回路基板に設置された面発光シートおよび押釦スイッチ用カバー部材をケースに組み込み、電源を入れると全てのキートップ部が鮮明にムラ無く照光し、良好に表示部が視認できた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる照光式押釦スイッチによれば、電力消費量を少なくでき、電池パック等を少容量化して小型化を図っても押釦スイッチ部材全体をムラなく照光でき、表示部を明瞭に視認できるようになり、しかも、薄い面発光シートを使用するため、ＬＥＤ等を回路基板に組み付けることがないので、スイッチ装置全体を薄くでき、回路基板の設計を含めた製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態に係る照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【図３】この発明の第３例の実施の形態にかかる照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【図４】この発明の第４例の実施の形態にかかる照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【図５】図４の例のＡ−Ａ線における使用状態の全体平面図である。
【図６】この発明の第５例の実施の形態にかかる照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【図７】従来例の照光式押釦スイッチの一部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１              表示部
１１              透光性着色層
１２             遮光性層
２，１２，２２  キートップ部
３，１３，２３  押釦スイッチ用カバー部材
４，１４，２４  押圧部
４１             ベース部
５              金属皿バネ
５１             可撓性皿バネ
５２             樹脂シート
５３             導電性接点
６              ベースフィルム
７，１７，２７  面発光シート
８，１８，２８  回路基板
９，１９，２９  固定接点
１１            上層シート
１５            下層シート
１６            透光性着色層
１６１           遮光性層
１７１            発光部
１７２            電極
２２１           ドーム状部
２４１           可動接点
２５１           固定シート
２６            ベースフィルム
【図１】
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【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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【図７】
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