JP2006134715A - スイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 インジケータの視認性を向上させることのできるスイッチ構造を提供する。
【解決手段】 フレキシブルプリント配線板４に発光体３が取り付けられるとともに、その発光体３が押圧操作されるスイッチノブ２の内側に配置され、さらにそのスイッチノブ２に、前記発光体から発する光を通す窓部５が形成されているスイッチ構造において、前記光を前記窓部５に対して空間部に放射する放射部を、前記窓部５の近傍に接近させるガイド手段６が設けられている。したがって発光体３が窓部５に実質的に接近するので、窓部５の輝度が向上し、また可視角度θを大きくすることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フレキシブルプリント配線板に取り付けられた発光体に対向するようにスイッチノブが取り付けられているスイッチ構造に関するものである。

自動車の分野では、例えば車内に装備されたインジケータの表示パネルに、凹断面形状のスイッチノブが取り付けられ、そのスイッチノブの内面に対向するように発光体（ＬＥＤ）が取り付けられているスイッチ構造体が使用される場合がある。

このようなスイッチ構造体では、例えば、スイッチノブの中央に窓部（貫通孔）が形成され、ＬＥＤから発した光はその窓部を通って外部に放射されるので、インジケータはドライバー（乗員）によって視認される。しかしながら、ＬＥＤからスイッチノブまでの距離が遠い場合には、その距離の増加に伴ってスイッチノブに達する光量が減衰するので、ドライバーがインジケータを視認することができない。そこで、スイッチノブの内面に導光板などの透明部材を取り付け、その下端部をＬＥＤに接近させて配置した構成のスイッチ構造体が利用されている。その導光板はＬＥＤから発生した光をスイッチノブまで導くので、ＬＥＤからスイッチノブまでの距離が遠い場合でも、ＬＥＤが発した光を広く拡散させることなくスイッチノブに導き、光量の低下を抑制できるので、インジケータの輝度が向上するものと考えられる。

この種の構造の一例が特許文献１に記載されている。この公報に記載されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）では、ベースフィルムと、このベースフィルムに渦巻き状の第１可撓部および第２可撓部に、ＬＥＤが支持されているので、第１および第２可撓部を伸縮させることにより、ＬＥＤの位置を任意に調整することができる。
特開平１０−２５６６９４号公報

スイッチノブをその内側に設けた発光体を光らせるように構成する場合、スイッチノブは、スイッチのオン・オフ操作のために所定の寸法をストロークさせるから、そのストロークのためのスペースを発光体との間に空けている。これに対して発光体から発した光は、スイッチノブに設けた透明板や貫通孔あるいは窓板などに直線的に照射され、その光が運転者などの目に入る場合に、最も輝度が高くなる。

しかしながら、運転者などの使用者の目の位置が、スイッチノブの直上に来るとは限らないので、スイッチノブの輝度を高くするためには、ＬＥＤなどの発光体の位置を、スイッチノブの中心部の直下に設けずに、ここから横方向にずらすことが考えられる。このようにすれば、スイッチノブの直上から外れた位置から見た場合のスイッチノブの輝度が最も高くなる。しかし、運転者などの使用者の目の位置は、その使用者の体型や姿勢によって異なるので、スイッチノブの輝度を必ずしも安定的に向上させることは困難である。

また一方、上記の特許文献１に記載されたフレキシブルプリント配線板は、第１可撓部および第２可撓部にＬＥＤが支持されているので、ＬＥＤの位置を自由に調整することができるが、ドライバーの視線にＬＥＤが入るようにそのＬＥＤの位置をずらすことができない。例えば、フレキシブルプリント配線板が所定の位置に固定された場合には、その第１可撓部および第２可撓部にＬＥＤが支持されているので、ＬＥＤの位置をずらすことができない。そのため、ＬＥＤの光量や方向をドライバーの視線に合わせて調整することができないおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、スイッチノブやこれに設けられたインジケータの視認性を向上させることのできるスイッチ構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、フレキシブルプリント配線板に発光体が取り付けられるとともに、その発光体が押圧操作されるスイッチノブの内側に配置され、さらにそのスイッチノブに、前記発光体から発する光を通す窓部が形成されているスイッチ構造において、前記光を前記窓部に対して空間部に放射する放射部を、前記窓部の近傍に接近させるガイド手段が設けられていることを特徴とするスイッチ構造である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発光体が前記窓部に接近するように前記フレキシブルプリント配線板が前記スイッチノブの内側で折り曲げられるとともに、前記ガイド手段がその発光体を前記窓部に接近した位置に保持する保持部材を含むことを特徴とするスイッチ構造である。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明における前記保持部材が、前記スイッチノブの内側に一体に形成されていることを特徴とするスイッチ構造である。

またさらに、請求項４の発明は、請求項２の発明における前記保持部材が、前記窓部に対する高さを調整する調整機構を備えていることを特徴とするスイッチ構造である。

そして、請求項５の発明は、請求項２の発明における前記保持部材が、弾性的に伸縮する構成を備え、かつ前記スイッチノブに、その弾性的に伸縮する保持部材を押圧する突起部が設けられていることを特徴とするスイッチ構造である。

またそして、請求項６の発明は、請求項１の発明における前記ガイド手段が、前記発光体と窓部との間に配置され、前記スイッチノブに押圧されて弾性的に伸縮する導光部材によって構成されていることを特徴とするスイッチ構造である。

請求項１の発明によれば、発光体で発した光がガイド部材によってスイッチノブの窓部の近傍に導かれ、ここから前記窓部に光が照射される。したがって、窓部に対して、発光体が接近して配置されているのと同様の状態となり、スイッチノブの窓部における輝度が十分に高くなり、またその窓部をみる視線の位置もしくは向きによる輝度の変化を抑制し、スイッチノブの視認性を向上させることができる。

また、請求項２および請求項３の発明によれば、スイッチノブの周辺部などの下側（もしくは内側）に延びている部分を避けて、発光体を窓部に接近して配置でき、その結果、上記の請求項１の発明と同様に、スイッチノブの視認性を向上させることができる。

さらに請求項４の発明によれば、スイッチノブの窓部に対する発光体の設置高さを調整できるので、スイッチノブの窓部での輝度を調整できるのみならず、発光体が点灯した場合の見やすい視線の方向を調整することができる。

またさらに、請求項５の発明によれば、スイッチノブを押圧することにより、その内面側に設けた突起部で保持部材が弾性的に押圧され、その保持部材によって保持されているフレキシブルプリント配線板上の発光体が、保持部材の伸縮に合わせて移動する。その結果、スイッチノブの窓部と発光体との間隔が、スイッチノブの押圧操作の過程および押圧操作していない状態においても前記突起部の突出長さに維持され、スイッチノブの窓部の輝度や視認性を良好なものとすることができる。

そして、請求項６の発明によれば、スイッチノブを押圧することにより、その窓部と発光体との間に配置された導光部材が弾性的に伸縮するので、スイッチノブの押圧操作のためのスペースを確保できる上に、発光体で生じた光が前記窓部の直近に導かれるので、その窓部の輝度や視認のための方向性の制約が低下し、スイッチノブの全体としての視認性を向上させることができる。

以下、本発明を実施した最良の形態について説明する。この発明におけるスイッチ構造は、車両の室内に設けられるスイッチボックスもしくはスイッチパネルに採用できるものであって、表示パネル部（意匠パネル）１を備えており、図１に示すように、表示パネル１には凹断面形状のスイッチノブ２が配置され、そのスイッチノブ２に対向するように発光素子（ＬＥＤ）３や近接スイッチもしくはスイッチの接点（それぞれ図示せず）などが薄いフィルム状のフレキシブルプリント配線板４の表面上に設けられている。

なお、表示パネル部１の材質には、金属や樹脂などを採用することができる。この表示パネル１には、上側にアッパーカバー１Ａ、下側にアンダーカバー１Ｂが形成されており、このスイッチノブ２はアッパーカバー１Ａに形成された貫通孔に挿入されている。また、スイッチノブ２の中央には窓部（貫通孔）２Ａが形成されており、窓部２Ａには、柱状の照明部５が挿入されている。このＬＥＤ３から発した光はその照明部５を通ってもしくは乱反射して外部に放射する。

この具体例では、フレキシブルプリント配線板４は、ＬＥＤ３を設けてある部分の近傍で屈曲させられていて、そのＬＥＤ３が前記アンダーカバー１Ｂの上面から離れてスイッチノブ２の窓孔２Ａに接近させられており、そのフレキシブルプリント配線板４の折り曲げた部分すなわちＬＥＤ３を前記アンダーカバー１Ｂから持ち上げた状態に支持する支持部材６が設けられている。この支持部材６が本発明のガイド手段に相当し、この支持部材６によって支持されているＬＥＤ３と窓孔２Ａとの間、すなわちＬＥＤ３の光の放射部と窓孔２Ａとの間には、スイッチノブ２が規定の寸法Ｌ、ストロークした場合であっても窓孔２ＡがＬＥＤ３に接触しない間隔が空けられている。したがって、ＬＥＤ３を窓部２Ａに近づけると、ＬＥＤ３から発する光が照明部５を通り、図１に示す可視角度θで広がっていく。そのため、ドライバー（乗員）の視線の位置がその人の姿勢などによって変わったとしてもドライバーにとってＬＥＤ３が見えやすくなる。その結果、インジケータの視認性を向上させることができる。

図２は、この発明におけるスイッチ構造の他の具体例を示す図である。この具体例では、本発明のガイド手段に相当する支持部材１１が、スイッチノブ２に一体に形成されており、フレキシブルプリント配線板４の表面上でＬＥＤ３を窓部２Ａの近傍に支持している。具体的には、支持部材１１は、その端面１１Ａからスイッチノブ２の内面２Ｂまでの距離が狭くなるように形成されており、ＬＥＤ３を窓部２Ａ（照明部５）の近傍に固定している。そのため、ＬＥＤ３から発する光の可視角度θを広くすることができる。また、ドライバーの視線の位置がその人の姿勢などによって変わったとしても、可視角度θの範囲内でドライバーがＬＥＤ３を見ることができる。

なお、この具体例では、スイッチノブ２の窓部２Ａに照明部５が挿入されているが、この発明におけるスイッチ構造は、その構成に限定されない。すなわち、図３に示すように、フレキシブルプリント配線板４上のＬＥＤ３の表面に照明部５が設けられていてもよい。

図４は、この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す図である。この具体例では、図１に示したスイッチノブ２の照明部５とＬＥＤ３との間に導光板７が設けられており、ＬＥＤ３が取り付けられたフレキシブルプリント配線板４の表面とは反対の面の下方に支持部材１１が設けられている。この支持部材１１は、その高さを調整できるように、いわゆる平行リンク機構（パンタグラフ機構）によって構成されている。具体的には、スイッチノブ２の下側（内側）における所定の固定部１２に回転ピン１３Ａ，１３Ｂを介してリンク１４Ａ，１４Ｂが立設されている。これらのリンク１４Ａ，１４Ｂは、同じ長さであって、それぞれ回転ピン１３Ａ，１３Ｂを中心に回転できるようになっている。また、各リンク１４Ａ，１４Ｂの上端部が、リンク１５によって連結され、そのリンク１５は、回転ピン１６Ａ，１６Ｂによって各リンク１４Ａ，１４Ｂの上端部に連結されている。したがって上端部の左右のリンク１４Ａ，１４Ｂが回動することにより、その上端部のリンク１５が上下に平行移動するようになっている。そして、その上端部のリンク１５を覆うようにフレキシブルプリント配線板４が配置され、かつそのリンク１５の上にＬＥＤ３が載っている。

この支持部材１１を操作するためのノブ１７が設けられている。このノブ１７は、一例としてレバーとして構成され、上端突出部を操作することによりフレキシブルプリント配線板４が図４の左右にずらされ、その結果、支持部材１１の左右のリンク１４Ａ，１４Ｂが回動してその高さが変化し、あるいはノブ１７を操作することにより左右のリンク１４Ａ，１４Ｂが回動してその高さが変化するように構成されている。

したがってノブ１７を操作して支持部材１１の高さを低くした場合には、ＬＥＤ３を下方に移動する。つまり、ＬＥＤ３と導光板７との距離が大きくなるので、照明部５から外部に放射される光量を少なくすることができる。これとは反対に支持部材１１の高さを高くすると、ＬＥＤ３が導光板７に接近するので、導光板７および照明部５を介して上方に照射される光量が増え、照明部５すなわちスイッチノブ２の輝度を高くすることができる。このように、支持部材１１によってＬＥＤ３の高さ調整して、スイッチノブ２の輝度をチューニングすることができる。なお、その場合、フレキシブルプリント配線板４に余長を持たせておくことはもちろんである。

なお、高さを調整できる支持部材は、上記のリンク機構に限定されない。例えば支持部材は、図５に示すように三角形状（多角形状）の板材２１に複数の長尺ボルト２２がねじ込まれた構造であってもよく、一例として長尺ボルト２２を歯車（図示せず）にかみ合わせて板材２１を前後左右に可動させる構造であってもよい。したがって、フレキシブルプリント配線板４上のＬＥＤ３を組み込んだ後でも長尺ボルト２２を回すことによって、板材２１の高さや方向を調整することができる。

図６は、この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す図である。この具体例では、薄型の照明部５ＡとＬＥＤ３との間に導光板（導光部材）７Ａが設けられ、その上端部が照明部５Ａに対する光の放射部となっている。導光部材７Ａは、バネ形状の弾性体（表面凸凹の透明な弾性体）であり、図６に示すように中央よりに所定の間隔をあけて複数の貫通穴が空いており、伸縮可能となっている。

なお、導光部材７Ａの材質は合成ゴム（透明エラストマー）である。したがって、スイッチノブ２を外部から押して、スイッチノブ２の表面２Ｃからフレキシブルプリント配線板４までの高さＨ１が変わっても、この導光部材７Ａにおける光の焦点高さＨ２を導光部材７Ａの伸縮によって変化させることができる。そのため、ＬＥＤ３の光量を一定にすることができる。また、高さＨ１が変化しても、導光部材７Ａで光量を調整することになるので、車種、部位毎に異なる導光部材７Ａが必要とならない。

図７は、この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す図である。この具体例では、スイッチノブ２の窓部２Ａ側に、本発明の突起部に相当する筒状のボス２３が一体に形成されており、ＬＥＤ３が取り付けられたフレキシブルプリント配線板４の表面とは反対の面の下方に支持部材２４が設けられている。この支持部材２４は、重ね折りされた板バネ（弾性部材）であり、その弾性力によってＬＥＤ３が組み込まれたフレキシブルプリント配線板４を保持している。

具体的には、支持部材２４はその端部２４Ａおよび屈曲部２４ＢによってＬＥＤ３が取り付けられたフレキシブルプリント配線板４の下面を支持しており、またボス２３の端部２３Ａは、ＬＥＤ３が取り付けられたフレキシブルプリント配線板４の上面を支持している。したがって、例えばスイッチノブ２を外部から押して、スイッチノブ２の表面２Ｃからフレキシブルプリント配線板４までの高さＨ３を変化させた場合でも、ボス２３に対する支持部材２４の押圧力によってフレキシブルプリント配線板４が保持される。なお、ボス２３の高さＨ４はＬＥＤ３の光量が最適になる高さである。したがって、この構造では、高さＨ３が各部材の構造、意匠などによって異なった場合でも、ボス２３の高さＨ４を変えたり、支持部材２４の押し込み量を変化させることにより、調整をしないで常にＬＥＤ３の光量を最適にすることができる。

図８〜図１２は、この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す図である。この具体例では、スイッチノブ３１の窓部３１Ａが段状に形成されており、スイッチノブ３１の外面から内面に向かって段ごとにその内径が大きくなっている。スイッチノブ３１の内側には、ＬＥＤ３から発生した光をスイッチノブ３１の外部に導く導光板３２が設けられている。この導光板３２はＨ型断面形状に形成されており、上面部３２Ａと下面部３２Ｂとがリブ３２Ｃを介して一体に接合されている。上面部３２Ａには凸凹部３２Ｄが形成されており、上面部３２Ａとリブ３２Ｃとの接合部分には貫通孔３３が形成されている。

また、導光板３２の内面にはフレキシブルプリント配線板４の先端部４Ａが取り付けられており、導光板３２の内側でＬＥＤ３と先端部４Ａとが固定されている。具体的には、導光板３２と先端部４Ａとは、柱状のピン３４で固定されている。また、スイッチノブ３１の内面に板状の支持部材３５が固定されており、スイッチノブ３１の内面から下方に延びた支持部材３５の端部３５Ａが上面部３２Ａに湾曲して接触している。

この支持部材３５は板バネ（弾性部材）であり、その弾性力によってＬＥＤ３が組み込まれたフレキシブルプリント配線板４および導光板３２を保持している。このスイッチ構造では、スイッチノブ３１を外部から押した場合には、フレキシブルプリント配線板４は、屈曲してその押し力を吸収し、その後、支持部材３５の弾性力によって元の状態に戻る。したがって、支持部材３５の形状やバネ定数を変えたり、スイッチノブ３１の形状を変えることにより、支持部材３５の押し込み量を変化させることができる。そのため、フレキシブルプリント配線板４上のＬＥＤ３の位置（高さ、向き）を調整することができる。

なお、この具体例では、図１３に示すように、フレキシブルプリント配線板４に切り込み４１を入れて打ち抜き加工を施すことにより、ＬＥＤ３を取り付ける湾曲部分４２が形成されていてもよい。

この発明におけるスイッチ構造の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す斜視図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 この発明におけるスイッチ構造の更に他の具体例を示す断面図である。 図８のスイッチノブを示す断面図である。 図８のスイッチノブを示す斜視図である。 図８のスイッチノブを示す正面図である。 図８のスイッチノブを示す背面図である。 この発明におけるスイッチ構造のフレキシブルプリント配線板を示す斜視図である。

符号の説明

１…表示パネル部、 ２…スイッチノブ、 ２Ａ…窓部、 ３…ＬＥＤ、 ４…フレキシブルプリント配線板、 ６，１１，２４，３５…支持部材、 ７Ａ，３２…導光板、 ２１…板材、 ２２…ボルト、 ２３…ボス。

Claims (6)

1. フレキシブルプリント配線板に発光体が取り付けられるとともに、その発光体が押圧操作されるスイッチノブの内側に配置され、さらにそのスイッチノブに、前記発光体から発する光を通す窓部が形成されているスイッチ構造において、
   前記光を前記窓部に対して空間部に放射する放射部を、前記窓部の近傍に接近させるガイド手段が設けられていることを特徴とするスイッチ構造。
2. 前記発光体が前記窓部に接近するように前記フレキシブルプリント配線板が前記スイッチノブの内側で折り曲げられるとともに、前記ガイド手段が、その発光体を前記窓部に接近した位置に保持する保持部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ構造。
3. 前記保持部材が、前記スイッチノブの内側に一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ構造。
4. 前記保持部材が、前記窓部に対する高さを調整する調整機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ構造。
5. 前記保持部材が、弾性的に伸縮する構成を備え、かつ前記スイッチノブに、その弾性的に伸縮する保持部材を押圧する突起部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ構造。
6. 前記ガイド手段が、前記発光体と窓部との間に配置され、前記スイッチノブに押圧されて弾性的に伸縮する導光部材によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ構造。

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