JP6124390B2 - 照光式押釦スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、照光式押釦スイッチに係り、特に、自動販売機又は遊技機のパネルに取り付けられる照光式押釦スイッチに関する。

夜間や薄暗い場所においても入力操作しやすいように、照明機能を有する押釦スイッチが多用されている。この種の従来の押釦スイッチの一例としては、例えばスイッチ内部の光源からの光を受けることで樹脂キートップに設けた表示部を照明する照光式の押釦スイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１記載の従来の押釦スイッチは、ゴム状弾性体からなる遮光性のキーシートを用いている。この遮光性キーシートには、スイッチ内部の光源に対して露出状態で臨ませる透光用開口部を有する環状の樹脂キートップ支持部が形成されており、その環状の樹脂キートップ支持部が、透光性樹脂材料からなる樹脂キートップに対する接合部とされている。

この従来の押釦スイッチにあっては、所定の形状に形成された樹脂キートップに遮光性キーシートを射出成形することにより、このキーシートの環状の樹脂キートップ支持部が樹脂キートップに熱融着されて接合される。この従来の押釦スイッチによると、遮光性キーシートが光洩れを起こさないので、スイッチ内部の光源からの光が樹脂キートップの底側へ直接到達するとしている。

特開２００３−２４９１３９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の押釦スイッチは、上述したように、樹脂キートップに遮光性キーシートの環状の樹脂キートップ支持部を射出成形により熱融着する。そのため、遮光性キーシートと樹脂キートップとの密着強度を高める必要性から、遮光性キーシートと樹脂キートップとの密着面積を広く確保すると、遮光性キーシートの透光用開口部が小さくなり、樹脂キートップに対する照光量を確保できないという問題点があった。

そこで、樹脂キートップに対する照光量を確保することを目的として、遮光性キーシートの透光用開口部を大きく確保すると、遮光性キーシートの密着面積の減少に伴う密着力不足により、遮光性キーシートや樹脂キートップが剥離しやすいという問題点があった。遮光性キーシート形成材料と樹脂キートップ形成材料とが異なる場合は、これらの材料の線膨張係数の差に起因して遮光性キーシートや樹脂キートップが剥離する可能性が大きくなる。

従って、本発明の目的は、取付強度の確保と光漏れの防止とを図った照光式押釦スイッチを提供することにある。

［１］被取付体に固定されるベース部材と、
前記ベース部材に搭載された回路基板と、
前記回路基板に搭載された光源と、
前記ベース部材に固定されたケース部材と、
外周面及び内周面を有し、前記外周面が前記ケース部材に押し込み操作可能に配置された操作釦と、
前記光源を覆った状態で前記回路基板に搭載され、前記操作釦の押し込み操作により弾性変形する弾性カバー部材と、を備えており、
前記操作釦は、押し込み操作される上板部と、前記上板部の周縁部から当該操作釦の押し込み方向に延びる環状の側板部とを有してキャップ状に形成され、
前記弾性カバー部材は、前記操作釦の内周面に嵌め込む周壁部を有する第１弾性部材と、前記周壁部の内周面に弾性的に嵌め込み固定する第２弾性部材とに分離可能に構成され、
前記操作釦のキャップ状の内側の空間に前記第１弾性部材を介して前記第２弾性部材を嵌め込むことにより、前記第１弾性部材の前記周壁部を前記操作釦の前記側板部と前記第２弾性部材により挟持して前記操作釦、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材を一体化するようにし、
前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の一方は、光を透過しない遮光性を有する弾性体により形成されるとともに、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の他方は、光を透過する透過性を有する弾性体により形成されてなることを特徴とする照光式押釦スイッチにある。

［２］上記［１］記載の前記弾性体は、シリコーンゴムからなることを特徴とする。

［３］上記［１］又は［２］に記載の前記第１弾性部材の下部開口周辺部は、前記ケース部材に形成された接合部に嵌め込まれるシール部を有してなることを特徴とする。

［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の前記第２弾性部材には、前記操作釦の押し込み操作時において前記操作釦の移動を規制する移動規制部が前記回路基板側に向けて突出されてなることを特徴とする。

［５］上記［１］記載の前記ベース部材は、前記被取付体としての自動販売機又は遊技機のパネルに固定されてなることを特徴とする。

本発明によれば、取付強度を確保するとともに、光漏れを防止することができる。

本発明の代表的な実施の形態に係る照光式押釦スイッチの分解斜視図である。 実施の形態に係る照光式押釦スイッチの断面図である。 実施の形態に係る照光式押釦スイッチの構成部品を説明するための要部断面図である。 実施の形態に係る照光式押釦スイッチの他の構成部品を説明するための要部断面図である。 実施の形態に係る照光式押釦スイッチの更に他の構成部品を説明するための断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（押釦スイッチの全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、この実施の形態に係る典型的な照光式の押釦スイッチを示している。この押釦スイッチ１は、直方体箱形状のケース本体２を備えている。このケース本体２は、図示しない被取付体に取り付けられるベース部材３と、そのベース部材３の前面部を覆うケース部材４とからなる二分割構造とされている。

図示しない被取付体は、従来から周知の自動販売機又は遊技機のパネルである。この押釦スイッチ１のケース本体２におけるベース部材３及びケース部材４は、例えばアクリル系樹脂あるいはポリカーボネイト系樹脂などの樹脂材料により形成される。

このベース部材３には、図１に示すように、複数の取付リブ３１，…，３１が任意に突出して形成されている。一方のケース部材４の取付リブ３１と対応する部位には、取付リブ３１を収容する複数のリブ収容孔４１，…，４１が穿設されている。

この取付リブ３１とリブ収容孔４１とにより凹凸結合されることでケース本体２の内部に形成される空間には、図１及び図２に示すように、回路基板５と、回路基板５を液密かつ気密に覆う弾性カバー部材６と、弾性カバー部材６により押し込み操作自在に支持される操作釦である押釦７とが収容される。これらの構成部品は、接着剤を用いることなく、凹凸結合や圧入等による機械的な固定手段により集約一体化して組み付けられる。

このベース部材３の押釦７と対応する前面部には、図１及び図２に示すように、端部に形成された凹部及び凸部により凹凸結合される回路基板５が搭載される。ベース部材３の一端側の背面部には、下方開口した筒状の取付ボス３２が突設されている。ベース部材３の他端側の背面部には、パネルに穿設された嵌込み用孔に嵌め込む嵌込ピン３３が突設されている。この取付ボス３２は、パネルに穿設された固定用孔に嵌挿され、取付ボス３２を介してケース本体２が、図示しないネジによりパネルに締付固定されるようになっている。

このケース部材４には、図１及び図２に示すように、押釦７を押し込み操作可能に取り付ける矩形状の押釦孔４２が貫通して形成されている。その押釦孔４２には、押釦７が進退自在に配置される。

この回路基板５の前面部には、図１及び図２に示すように、押釦７の押し込み操作により動作するスイッチ素子であるタクトスイッチ８と、押釦スイッチ１の機能を表す表示部を照光する光源である発光ダイオード（チップＬＥＤ）９やチップ抵抗１０などの実装部品が搭載されている。

この回路基板５の背面部には、図１及び図２に示すように、入出力用のピン端子を有するコネクタ１１が実装されている。このコネクタ１１は、ベース部材３に貫通して形成された挿入孔３４を介して配置されており、図示しない相手方の外部コネクタと電気的に接続されるようになっている。

この回路基板５と押釦７との間には、図１及び図２に示すように、弾性材料からなるカバー基材である弾性カバー部材６が配置される。この弾性カバー部材６は、押釦７を押し込み操作した際に弾性カバー部材６の一部が回路基板５側に弾性変形し、押釦７から手指を離した際に弾性カバー部材６の弾性復帰力により押釦７が元の位置に復帰するように構成されている。従って、押釦７の押し込み操作に基づき弾性カバー部材６を回路基板５側へ弾性変形させることで、タクトスイッチ８がオン・オフ操作されるようになっている。

この押釦７は、図１及び図２に示すように、光透光性を有する樹脂又はレンズからなり、下方に開口したキャップ状に形成されている。押釦７は、平板状の上板部７１と、上板部７１の周縁部から下方に延びる環状の側板部７２と、側板部７２の長手方向両側の下端周縁部から水平に張り出した一対の鍔部７３，７３とを有している。押釦７は、回路基板５を液密かつ気密に覆う弾性カバー部材６により所定の位置に弾性的に支持される。押釦７の鍔部７３は、ケース部材４の押釦孔４２の下部開口縁部と当接した状態で配置される。

この押釦７の他の一例としては、外周面及び内周面を有し、外周面がケース部材４に押し込み操作可能に配置されていればよく、例えば樹脂材の前面あるいは開口に透明レンズを配したもの、あるいは枠体の開口に透明レンズを配したものなどにより形成することができる。

この押釦７の上板部７１の裏面には、図１及び図２に示すように、ネームプレート１２が配置される。このネームプレート１２は、チップＬＥＤ９からの光の透過により所定の表示デザインを表示する薄板状の光透過性のプレート基材からなる。このプレート基材としては、例えばガラス板、アクリル系樹脂あるいはポリカーボネイト系樹脂などのプラスチック板、プラスチックフィルムあるいはプラスチックシートが用いられる。

このネームプレート１２の背面には、図１及び図２に示すように、表示デザインの形状に対応した部分を除いてシルク印刷を施した遮光性の印刷層１２１が形成されている。この印刷層１２１には、光透過性の抜き表示部１２２が形成されている。その抜き表示部１２２は、自動販売機の状態又は遊技機の状態を表示する文字、数字又は記号の抜き表示である表示デザインからなる。チップＬＥＤ９からの光は、ネームプレート１２の印刷層１２１の領域で遮光され、ネームプレート１２の抜き表示部１２２の領域で透過される。

（弾性カバー部材の構成）
上記のように構成された押釦スイッチ１の構成部品は、この実施の形態に係る一構成例を示しており、その構成部品の形状や構造などは、図示例に限定されるものではない。この実施の形態に係る押釦スイッチ１は、回路基板５に対して押釦７を弾性支持する弾性カバー部材６の形状、構造や組付形態などに最も主要な特徴部を有している。

この弾性カバー部材６は、図１及び図２に示すように、上部及び下部が開口した周壁部を構成する第１の弾性部材６１と、第１の弾性部材６１の周壁部の内周面に嵌め込み固定される上壁部を構成する第２の弾性部材６２との二つの部材に分離可能とされている。これらの弾性部材６１，６２は、押釦７の作動体として押釦７の内周面に組み付けた状態で、下部が開口した光透過用の中空形状をなすドーム状の内部空間を形成する。

図示例によれば、この第１弾性部材６１は、光を透過しない遮光性を有する弾性体により形成されている。一方の第２弾性部材６２は、光を透過する透過性を有する透明又は半透明な弾性体により形成されている。

この第１弾性部材６１は、例えば光を透過しない性質を有する着色剤や顔料等を混入させて形成される。チップＬＥＤ９からの光を包囲する第１弾性部材６１を遮光性の弾性体により形成することで、チップＬＥＤ９の光洩れが防止されている。一方の第２弾性部材６２は、チップＬＥＤ９からの光を拡散させることで押釦７へ導く透光部材として機能する。

このチップＬＥＤ９からの光は、第２弾性部材６２及びネームプレート１２の抜き表示部１２２を透過して押釦７の表面を発光する。これにより、ネームプレート１２の抜き表示部１２２に記された文字、数字、図形、記号あるいは模様等を輪郭照明することとなる。回路基板５の実装面は、白色に塗装してもよい。これにより、チップＬＥＤ９から発した光が回路基板５の実装面に乱反射してネームプレート１２に当たるため、明るく照明することができる。

この第１及び第２弾性部材６１，６２の材質としては、例えばシリコーンゴムが好適に用いられる。第１弾性部材６１としては、黒色のシリコーンゴムが用いられており、第２弾性部材６２としては、透明色又は半透明色のシリコーンゴムが用いられる。しかしながら、第１及び第２弾性部材６１，６２の材質は、シリコーンゴムなどのゴム状弾性体に限定されるものではなく、弾性変形可能な部材を適宜に選択すればよい。

この第１弾性部材６１は、図１及び図２に示すように、貫通開口を形成する周面部６１１と、周面部６１１の下端周縁部から斜め外方に張り出した環状のスカート部６１２と、スカート部６１２の下端周縁部から水平に張り出した環状の座部６１３とを有している。この周面部６１１の上部開口周縁部には、内方に突出した環状の係合部６１４が形成されている。

（シール部の構成）
この第１弾性部材６１の座部６１３の上面は、図１〜図３に示すように、下方に窪んだ内側の環状凹部６１５と、環状凹部６１５の底面から上方に延出した外側の環状リブ６１６とからなる内外凹凸形状のシール部として形成されている。

この座部６１３のシール部に対応して、一方のケース部材４の周壁部の内端縁は、図２及び図４に示すように、座部６１３の環状凹部６１５に嵌め込む環状の収容リブ４３と、座部６１３の環状リブ６１６を嵌め込む環状の収容凹部４４とからなる内外凹凸形状の接合部とされている。この収容リブ４３は、内周面に対して段差をもって形成されている。第１弾性部材６１のシール部とケース部材４の接合部との存在により、第１弾性部材６１の座部６１３は、ベース部材３とケース部材４との間に液密及び気密に挟み込み固定される。

この凹凸嵌合によるシール部を設けたことで、ケース部材４と弾性カバー部材６との間の隙間を通して外方から浸入した雨水や埃などがケース部材４と弾性カバー部材６との間の隙間から回路基板５に入り込むことを防止することができるようになり、防水機能や防塵機能の役目を果たすことができる。

一方の第２弾性部材６２は、図１、図２及び図５に示すように、第１弾性部材６１の貫通開口の上端に嵌め込み固定する外形を有する嵌着部６２１からなるブロック体に形成されている。その嵌着部６２１の裏面中心部には、柱状のスイッチ押圧部６２２がタクトスイッチ８側に向けて突出形成されている。

このスイッチ押圧部６２２は、図１、図２及び図５に示すように、回路基板５の実装面に対して所要の間隔をもって配置される。第２弾性部材６２をブロック体に形成することで第１弾性部材６１よりも剛性が高められており、押釦７に対する第１弾性部材６１及び第２弾性部材６２の取付強度と保形性とが確保されている。

（移動規制部の構成）
この第２弾性部材６２の嵌着部６２１における長手方向両側の下端縁部には、図１、図２及び図５に示すように、押釦７の押し込み操作時において押釦７の移動を規制する一対の移動規制部６２３，６２３が突出している。この移動規制部６２３は、回路基板５の実装面に対して所要の間隔をもって配置される。その移動規制部６２３の突出高さは、スイッチ押圧部６２２の突出高さよりも高く設定されている。この移動規制部６２３の存在により、タクトスイッチ８に対して押し込み力を軽減することが可能となり、押釦７の動作をも安定化させることができる。

（外れ防止部の構成）
この第２弾性部材６２における嵌着部６２１の上端周縁部には、図１、図２及び図５に示すように、第１弾性部材６１の係合部６１４と係合する外れ防止用係止段部６２４が階段状に形成されている。

その嵌着部６２１の側面部には、図１、図２及び図５に示すように、全周にわたって外れ防止用の圧入リブ６２５が押釦７の内周面に向けて突出されている。この圧入リブ６２５は、第１弾性部材６１を圧縮する方向に向けて突出する半円柱に形成されており、その先端が第１弾性部材６１の対向面の間隔を加えた長さよりも僅かに大きく設定されている。

この圧入リブ６２５は、図１、図２及び図５に示すように、第１弾性部材６１の周面部６１１の内周面に圧入しやすくするため、その挿入方向に向けて徐々に突出寸法を減少させるような形状を採用している。そのため、押釦７の内周面に対して第１弾性部材６１及び第２弾性部材６２が相対的に弾性変形しながら圧入される。圧入リブ６２５の形状としては、半円柱に限定されるものではなく、例えば三角柱や半球等の多様な変形が可能である。

この押釦７の内周面に第１弾性部材６１及び第２弾性部材６２を組み付けた状態において、第１弾性部材６１の周面部６１１と第２弾性部材６２との間には互いに押し付ける方向の力が作用しており、この第２弾性部材６２の圧入リブ６２５は、押釦７の内周面に第１弾性部材６１の周面部６１１を局部的に押し付けて弾接する。第１弾性部材６１の周面部６１１と第２弾性部材６２の嵌着部６２１とが押釦７の内周面に圧入状態で挟持固定される。

そのため、押釦７の内周面に対して第１弾性部材６１と第２弾性部材６２とを弾性的に接合支持して押釦７と弾性カバー部材６とが強固に嵌め込み固定されるとともに、互いに取付強度を増加するように作用する。その結果、押釦７の動きを規制することができるようになり、水平方向や垂直方向におけるズレやガタツキを防止することができる。それに加えて、圧入状態で保持する押釦７の内周面と弾性カバー部材６との間に隙間を形成しないため、チップＬＥＤ９からの光漏れが防止される。

この第１弾性部材６１及び第２弾性部材６２の二つの部材からなる弾性カバー部材６は、押釦７の内周面に嵌め込み固定される二重構造であるため、従来では押釦と、チップＬＥＤからの光を前方へ導くリフレクトケースとの間に弾性カバー部材を挟持する必要があったものを不要とする。

更に、弾性カバー部材６は、第１弾性部材６１及び第２弾性部材６２の二つの部材を組み合わせて得られるため、多種多様な形状の押釦７に対しても、多様な外観形状をもつ多種類の押釦７との組み合わせが可能となり、多品種少量生産にも即応することができる。

（実施の形態の効果）
上記のように構成された押釦スイッチ１によれば、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

チップＬＥＤ９からの光を包囲する第１弾性部材６１が遮光性を有しているため、チップＬＥＤ９の水平（横）方向への光洩れを防止することができる。その結果、夜間や薄暗い場所においても、チップＬＥＤ９の光は、第２弾性部材６２、ネームプレート１２の抜き表示部を通って押釦７の操作面が明るく表示されるので、押釦７の入力操作が容易となる。

この押釦スイッチ１を構成する部品は、凹凸結合や圧入等による機械的な固定手段により集約一体化して組み付けられており、その構成部品の組み付けに接着剤を用いる必要はない。従って、製造時、修理時や点検時等において製品の分解や部品の交換などが容易であり、作業の歩留りを向上させることができる。

［変形例］
以上より、本発明に係る押釦スイッチ１の代表的な構成例を実施の形態、変形例及び図示例を挙げて説明したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であり、例えば次に示すような他の変形例も可能である。

上記実施の形態及び図示例では、光を透過しない遮光性を有する弾性体により第１弾性部材６１を形成するとともに、光を透過する透過性を有する弾性体により第２弾性部材６２を形成した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。これとは逆に、第１弾性部材６１を光透過性の弾性体とし、第２弾性部材６２を光遮光性の弾性体としても、チップＬＥＤ９の光漏れを防止することができるので、初期の目的を達成することができることは勿論である。

上記実施の形態及び図示例では、第２弾性部材６２における嵌着部６２１の側面部の全周にわたって外れ防止用の圧入リブ６２５を突出形成した一例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１弾性部材６１の周面部６１１の全周にわたって圧入リブ６２５を突出形成してもよく、第１弾性部材６１の周面部６１１及び／又は第２弾性部材６２の嵌着部６２１の側面部に圧入リブ６２５を部分的に突出形成しても構わない。

上記実施の形態及び図示例では、単一の押釦スイッチ１について例示したが、例えばケース本体２の上面から縦及び／又は横に一列に配置した複数の押釦７が保持された多連式の押釦スイッチにも適用することができる。

上記実施の形態及び図示例による押釦スイッチ１としては、車載機器や携帯機器などの各種の機器に用いることもできるが、特には、たばこ等のパッケージ商品、缶又はペットボトル等に充填した飲料商品などの各種の自動販売機のパネル、あるいはパチンコ遊技機やスロットマシーン等の各種の遊技機のパネルに効果的に適用することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…押釦スイッチ、２…ケース本体、３…ベース部材、３１…取付リブ、３２…取付ボス、３３…嵌込ピン、３４…挿入孔、４…ケース部材、４１…リブ収容孔、４２…押釦孔、４３…収容リブ、４４…収容凹部、５…回路基板、６…弾性カバー部材、６１…第１弾性部材、６１１…周面部、６１２…スカート部、６１３…座部、６１４…係合部、６１５…環状凹部、６１６…環状リブ、６２…第２弾性部材、６２１…嵌着部、６２２…スイッチ押圧部、６２３…移動規制部、６２４…外れ防止用係止段部、６２５…圧入リブ、７…押釦、７１…上板部、７２…側板部、７３…鍔部、８…タクトスイッチ、９…チップＬＥＤ、１０…チップ抵抗、１１…コネクタ、１２…ネームプレート、１２１…印刷層、１２２…抜き表示部

Claims (5)

1. 被取付体に固定されるベース部材と、
   前記ベース部材に搭載された回路基板と、
   前記回路基板に搭載された光源と、
   前記ベース部材に固定されたケース部材と、
   外周面及び内周面を有し、前記外周面が前記ケース部材に押し込み操作可能に配置された操作釦と、
   前記光源を覆った状態で前記回路基板に搭載され、前記操作釦の押し込み操作により弾性変形する弾性カバー部材と、を備えており、
   前記操作釦は、押し込み操作される上板部と、前記上板部の周縁部から当該操作釦の押し込み方向に延びる環状の側板部とを有してキャップ状に形成され、
   前記弾性カバー部材は、前記操作釦の内周面に嵌め込む周壁部を有する第１弾性部材と、前記周壁部の内周面に弾性的に嵌め込み固定する第２弾性部材とに分離可能に構成され、
   前記操作釦のキャップ状の内側の空間に前記第１弾性部材を介して前記第２弾性部材を嵌め込むことにより、前記第１弾性部材の前記周壁部を前記操作釦の前記側板部と前記第２弾性部材により挟持して前記操作釦、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材を一体化するようにし、
   前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の一方は、光を透過しない遮光性を有する弾性体により形成されるとともに、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の他方は、光を透過する透過性を有する弾性体により形成されてなることを特徴とする照光式押釦スイッチ。
2. 前記弾性体は、シリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１記載の照光式押釦スイッチ。
3. 前記第１弾性部材の下部開口周辺部は、前記ケース部材に形成された接合部に嵌め込まれるシール部を有してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の照光式押釦スイッチ。
4. 前記第２弾性部材には、前記操作釦の押し込み操作時において前記操作釦の移動を規制する移動規制部が前記回路基板側に向けて突出されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照光式押釦スイッチ。
5. 前記ベース部材は、前記被取付体としての自動販売機又は遊技機のパネルに固定されてなることを特徴とする請求項１記載の照光式押釦スイッチ。

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