JP2004221078A - Ｌｅｄインジケータ付き押しボタンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで、かつＯＮ／ＯＦＦ状態を表示可能な、小型スイッチアセンブリを提供する。
【解決手段】 本発明によるスイッチアセンブリは、透明カバー２０の取付けが可能な開口部を備えた押しボタン１０と、回路を有すると共に、互いに絶縁されている第一導電部及び第二導電部を画成する回路板５０と、第一導電部に連結されているが本体部分は同第一導電部から離れた状態にある導電性弾性体部分３０とを有する。押しボタンによって弾性体部分３０に力が印加されると、弾性体部分３０の本体部分が第二導電部と接触し、この結果、第一導電部と第二導電部とが導電的に連結して、回路板５０上の駆動回路が作動し、電源が供給されて、ＬＥＤ４０が発光する。また、弾性体部分３０には、押しボタン１０の開口部と位置合わせされた開口部があり、この二つの開口部を介して、ＬＥＤ４０が回路板５０上に設置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は主にスイッチに関し、特に、ＬＥＤインジケータが組み込まれた押しボタンスイッチに関する。

本発明は、米国特許法第１１９条第（ｅ）項にしたがい、２００３年１月８日に申請された仮出願番号６０／４３８，６７２号の利益を主張する。同仮出願、及び、本明細書中に引用される他の文書は、本明細書中に参照として組み込まれる。

トリガー信号を送信し、電気信号を連結する個別部品としてコンタクトスイッチが広く適用されている。コンタクトスイッチは、ロッカースイッチと押しボタンスイッチとに分類される。通常、押しボタンスイッチは、弾性体部分と、回路に連結されたコネクタとを備え、コネクタに対する弾性体部分の状態（ＯＮかＯＦＦか）にしたがって、スイッチ機能が実現される。

コンタクトスイッチには、それがＯＮの状態か否かを使用者が確認するために、ＯＮ／ＯＦＦ状態を示すインジケータが内蔵されている。しかし、従来のコンタクトスイッチは、インジケータとスイッチが別々に内蔵されていたため、構造が複雑で、スペースが多く必要であり、コスト高であった。

「ＬＥＤインジケータ付きロッカースイッチ」と題されたＹｅｉ氏他による米国特許第６，６２１，０２５号（以下、「Ｙｅｉ」という）には、次のようなスイッチアセンブリが開示されている。スイッチアセンブリは、二組のＬ字形部材を受ける基体を備え、各Ｌ字形部材にはバネが取り付けられている。各Ｌ字形部材の組み合わせの間には、それぞれＶ字形部材が配されている。基体上には、オープントップのフレームが取り付けられている。オープントップの内側にはフランジが延在し、このフランジには四つの孔が開いている。二つのＬＥＤが接続された回路板は、このフレーム内のフランジ上に支持されている。回路板の底面には隆起部が四つあり、これらの隆起部がフランジの孔を介してバネと接触している。フレームのオープントップには蓋が嵌められており、この蓋には二つの穴が開いていて、この穴にＬＥＤが嵌め込まれている。回路板には作動部材が貫通されており、さらに、作動部材のシャフトは蓋に貫通している。作動部材の二つの延在部はＶ字形部材に接触するようになっている。作動部材のシャフトには、シーソースイッチが接続されている。（特許文献１参照）。

Ｙｅｉが開示するスイッチはＬＥＤと組み合わされているため、場所をとらず、かつ少ない部品でアセンブリを提供することができるが、その構造はかなり複雑であり、製造コストも高かった。さらに、Ｙｅｉのスイッチは、シーソースイッチを右端または左端に傾けることで作動するため、この構造はロッカースイッチにのみに適用でき、押しボタンスイッチには適用できなかった。

また、電気製品に使用されている従来の押しボタンは、スイッチとして機能するが、ＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するには、ＬＥＤを制御する別の回路が必要であった。さらに、電気製品のパネル上には、ＬＥＤインジケータを収容する受け穴を設けなければならず、スペースを多く必要とした。

Ｂｅｕｋｅｍａ氏による米国特許第６，０４０，５３４号（以下、「Ｂｅｕｋｅｍａ」という）には、一体的に成形された、スイッチ／ライト／電子機器アセンブリが開示されている。図１に示すように、このアセンブリは、半透明の表示部分８４が付いたカバー７０を備え、この表示部分８４は、リン光ＥＬパッド６７の真上に位置している。Ｂｅｕｋｅｍａが開示するアセンブリの配置では、ポリカーボネートカバー７０の弾力を利用して、カンチレバー形スイッチが戻るように付勢する。Ｂｅｕｋｅｍａのスイッチは、表示部分とスイッチとが一体になっているが、省スペース化には至っていない。また、このスイッチはフレキシブル回路に使用される点で、製造も困難であった。（特許文献２参照）。

中国実用新案特許第ＣＮ２４３３７２４号（以下、「ＣＮ特許」という）には、上部シェル、押しボタンポール、バネ、及び、下部シェルを備えた改良押しボタンスイッチが開示されている。上部シェル上には、収容スペース、二つの穴、「Π」形コントロールポール、及び、複数のほぞスロットが配されている。コネクタを二つ使用するため、押しボタンポールは、コントロールトラック及び溝から構成されている。下部シェル上には、ＬＥＤ、ＬＥＤ設置用ベーストラフ、及び、上部シェルに連結するほぞスロットが配されている。スイッチを押すと回路が接続され、押しボタンスイッチに埋め込まれたＬＥＤを通して、ＯＮ／ＯＦＦ状態が表示される。同特許が開示するスイッチは、部品が多過ぎたり、構造上かさばるなどの問題点があった。したがって、携帯用の電気製品に適用するのは難しく、また見た目も美しくなかった。（特許文献３参照）。

これらのことから、単純構造で、見た目も美しく、かつ低コストな高集積小型スイッチアセンブリが必要とされる。このスイッチアセンブリは、ＯＮ／ＯＦＦ状態を表示できるものであってよい。
米国特許第６，６２１，０２５号 米国特許第６，０４０，５３４号 中国実用新案特許第ＣＮ２４３３７２４Ｙ号

本発明の目的は、低コストで、ＯＮ／ＯＦＦ表示が可能な、小型スイッチアセンブリを提供することである。

本発明によるスイッチアセンブリは、第一開口部が貫通している押しボタンと、第一開口部に取り付けられる透明カバーと、回路を備えると共に、互いに絶縁されている第一導電部及び第二導電部を画成する回路板と、第一導電部に連結される接触子を少なくとも一つ備えると共に、第一導電部から離れた状態にある本体部分を有する導電性弾性体部分と、を有する。第二導電部は押しボタンによって接触され、押しボタンが導電性弾性体部分に力を加えた際に、本体部分が第二導電部に接触し、この結果、第一導電部と第二導電部とが導電的に連結されて、ＯＮ状態となる。一方、押しボタンから導電性弾性体部分に力が印加されなければ、本体部分と第二導電部の間には距離が保たれるため、結果として、第一導電部と第二導電部とは絶縁された状態であり、ＯＦＦ状態となる。さらに、本発明のスイッチアセンブリは、透明カバーと回路板の間にＬＥＤインジケータを備え、このＬＥＤインジケータが、回路板の回路に導電的に連結されている。ＬＥＤは、ＯＮ状態をトリガとして、発光する。

本発明の一実施形態では、回路板はＰＣＢである。また、回路板は、導電性弾性体部分の接触子を受ける孔を少なくとも一つ有する。さらに、導電性弾性体部分は、第一導電部に連結される接触子を二つ備えてよい。

本発明のある態様によれば、導電性弾性体部分は、第一開口部と位置合わせされた第二開口部を有し、この第二開口部を介して、ＬＥＤが回路板上に設置される。

任意ではあるが、第一開口部は押しボタンの中心に位置し、四角形、ひし形、丸形、楕円形、または、不等辺四辺形である。

別の実施形態では、スイッチアセンブリを充電器に使用することによって、低コストで、見た目も良く、ＯＮ／ＯＦＦ状態を表示可能な、小型電気製品が提供される。

本発明に関する上記及びその他の特徴、目的、利点は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

図１は、本発明による押しボタンスイッチアセンブリの構造を示す図であり、図２は同アセンブリの分解図であって、アセンブリの部品の相互接続を表している。この押しボタンスイッチアセンブリは、押しボタン１０、透明カバー２０、導電性弾性体部分３０、ＬＥＤ４０、及び、回路板５０を有し、透明カバー２０は、押しボタン１０の開口部１０２に配される。押しボタン１０と弾性体部分３０は接触しており、回路板５０上にはＬＥＤ４０が取り付けられ、弾性体部分３０は回路板５０に連結されている。

図３及び図４に示すように、弾性体部分３０は弧状であり、両側部にピン３０６及び３０８を備える。３０４は、弾性体部分３０の本体部分である。二つのピンに対応して、第一導電部５０２上には受け穴５０６及び５０８が配されており、回路板５０上には第二導電部５０４が画成されている。図５に示すように、第一導電部５０２と第二導電部５０４は互いに絶縁されている。弾性体部分３０のピン３０６及び３０８を、第一導電部５０２の受け穴５０６及び５０８に挿入することによって、弾性体部分３０を回路板５０に連結する。その結果、弾性体部分３０は、第一導電部５０２と導電的に接触し、一方、弾性体部分の本体部分３０４は、回路板５０の第二導電部５０４から離れた状態となる。これがスイッチアセンブリのＯＦＦ状態である。また、図５に示すように、回路板５０上にはＬＥＤ４０が取り付けられており、ＬＥＤ４０のリードは、回路板５０上の駆動回路に連結されているため、弾性体部分３０がＯＮ状態にある場合に、ＬＥＤ４０に電源が供給され、これが点灯する。

本発明による別の実施形態では、弾性体部分３０のピンは二つではなく、一つ（３０６）であってよい。この場合、ピン３０６を受け穴５０６に挿入し、弾性体部分を回路板５０に連結すると、弾性体部分３０が第一導電部５０２に導電的に連結されるが、弾性体部分の本体部分３０４は回路板５０の第二導電部５０４と接触しない状態にあるため、押しボタンスイッチはＯＦＦ状態のままとなる。任意ではあるが、上記以外の現在市販の手段またはその同等物を使用して、弾性体部分３０と回路板５０とを連結してもよい。

図３及び図４に示すように、本発明による回路板５０は、弾性体部分３０と一体化されたＰＣＢである。弾性体部分３０には開口部３１０があり、この開口部３１０を介して、ＬＥＤ４０と透明カバー２０とが位置合わせされる。あるいは、弾性体部分３０は「Ｕ」字形であってよい。この場合、回路板５０上に設置されたＬＥＤ４０は、弾性体部分３０の「Ｕ」字形開口部を貫通して、透明カバー２０と位置合わせされる。

本発明によるスイッチアセンブリの適用例として、図６に示すような充電器６０がある。この充電器のアセンブリは、次のように作動する。

図７及び図８を参照すると、ＬＥＤ４０は、回路板５０に固定して連結されている。弾性体部分３０のピン３０６及び３０８を、回路板５０の受け穴５０６及び５０８に挿入することにより、弾性体部分３０が回路板５０上に設置される。この場合、弾性体部分３０は第一導電部５０２に導電的に連結され、一方、弾性体部分３０４の本体部分３０４は、回路板５０の第二導電部５０４と接触しない状態にあるため、押しボタンスイッチは「ＯＦＦ」状態となる。

図９に示すように、透明カバー２０は、押しボタン１０の開口部１０２に挿入されて取り付けられる。次に、図１０に示すように、押しボタン１０及び透明カバー２０が、充電器６０の筐体内に設置される。最後は、図１１に示すように、回路板５０を筐体内に設置することにより、本発明による充電器６０が提供される。

本発明によるスイッチアセンブリの各部品の相互接続（図１及び図２）を参照すると、ＬＥＤインジケータ４０は、弾性体部分３０の中心に位置する開口部の下方に存在するため、弾性体部分３０が力の印加により下方に移動しても、ＬＥＤインジケータ４０が発する光は、開口部を通過して、弾性体部分３０に妨げられることがない。また、スイッチアセンブリの押しボタン１０に力が印加されても、押しボタン１０と弾性体部分３０の間には間隔があるため、ＬＥＤインジケータ４０が発する光は、開口部を通過し、弾性体部分３０に妨げられることがない。この結果、ＬＥＤインジケータ４０が発光する光は、透明カバー２０を通過する。

必要に応じて、本発明による押しボタン１０の開口部１０２は、四角形、ひし形、丸形、楕円形、または、不等辺四角形であってよい。また、これに対応して、透明カバー２０も、所望の外観を備えるようにデザインされてよい。

本発明によるスイッチアセンブリの作動原理は、図１２に示す通りである。使用者が押しボタン１０を押すと、その力が弾性体部分３０に伝わり、弾性体部分３０が可撓的に歪む。この結果、弾性体部分３０の本体部分３０４が回路板５０の第二導電部５０４と接触するため、第一導電部５０２と第二導電部５０４が導電的に連結される。これにより、回路板５０の駆動回路がＬＥＤインジケータ４０を作動させ、ＬＥＤインジケータ４０が発光し、その光が透明カバー２０を通過して、スイッチアセンブリが「ＯＮ」状態であることを表示する。

本発明によるスイッチアセンブリは、充電器のみならず、あらゆる電気製品に使用可能であり、特に、「ＯＮ／ＯＦＦ」状態を表示でき、かつ場所をとらないスイッチアセンブリを要する小型電気製品に使用できることが理解される。

別の実施形態では、スイッチアセンブリは、押しボタン１０の代わりに、押しボタンの機能を果たす透明カバー２０を備えてよい。

本発明に関して、好適実施形態を説明及び記載してきたが、これに関わらず、本発明の真の範囲から逸脱することなく、多様な変更及び修正が可能であり、また、本発明の一部は同等物と置き換え可能であることが当業者によって理解されるであろう。さらに、ある特定の状況を本発明の教示内容に適応させるため、本発明の中心範囲から逸脱することなく、多数の修正が可能である。したがって、本発明は、これを実施する上で最良の実施形態であるとして開示された特定の実施形態に制限されず、添付する特許請求の範囲内に該当するすべての実施形態をそこに含むものとする。

本発明による押しボタンスイッチアセンブリの構造を示す図である。 本発明による押しボタンスイッチアセンブリの分解図である。 本発明による押しボタンスイッチアセンブリの弾性体部分の平面図である。 本発明による押しボタンスイッチアセンブリの弾性体部分の正面図である。 ＬＥＤが設置された状態の、本発明による押しボタンスイッチアセンブリの回路板の平面図である。 本発明による充電器の図である。 スイッチアセンブリが図５の充電器に取り付けられる様子を説明する図である。 スイッチアセンブリが図５の充電器に取り付けられる様子を説明する図である。 スイッチアセンブリが図５の充電器に取り付けられる様子を説明する図である。 スイッチアセンブリが図５の充電器に取り付けられる様子を説明する図である。 スイッチアセンブリが図５の充電器に取り付けられる様子を説明する図である。 弾性体部分が押し下げられる位置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 押しボタン
２０ 透明カバー
３０ 導電性弾性体部分
４０ ＬＥＤ
５０ 回路板

Claims (7)

1. 第一開口部を備える押しボタンと、
   当該第一開口部に取り付けられる透明カバーと、
   回路を備えると共に、互いに絶縁されている第一導電部及び第二導電部を画成する、回路板と、
   当該第一導電部に連結される少なくとも一つの接触子と、当該第一導電部及び当該第二導電部から離れた状態において当該押しボタンと接触している本体部分とを有する、導電性弾性体部分と、
   当該透明カバーと当該回路板の間に配され、かつ当該回路板の回路に導電的に連結されて、ＯＮ状態をトリガとして発光するＬＥＤと、
   を有し、
   前記押しボタンによって前記導電性弾性体部分に力が印加された際に、前記本体部分が前記第二導電部に接触し、これによって、前記該第一導電部と当該第二導電部とが導電的に連結されて、ＯＮ状態となり、
   前記押しボタンから前記導電性弾性体部分に力が印加されていない際には、当該本体部分は当該第二導電部から離れており、当該第一導電部と当該第二導電部とは絶縁された状態となり、ＯＦＦ状態となる、
   スイッチアセンブリ。
2. 前記回路板がＰＣＢである、請求項１に記載のスイッチアセンブリ。
3. 前記回路板は、前記導電性弾性体部分の接触子を受ける孔を少なくとも一つ有する、請求項１に記載のスイッチアセンブリ。
4. 前記導電性弾性体部分が、前記第一導電部に連結される二つの接触子を備える、請求項１に記載のスイッチアセンブリ。
5. 前記導電性弾性体部分が第二開口部を有し、当該第二開口部を介して前記ＬＥＤが回路板に上に設置される、請求項１に記載のスイッチアセンブリ。
6. 前記第一開口部は、前記押しボタンの中心に位置し、四角形、ひし形、丸形、楕円形、または、不等辺四辺形である、請求項５に記載のスイッチアセンブリ。
7. 第一開口部を備える押しボタンと、
   当該第一開口部に取り付けられる透明カバーと、
   回路を備えると共に、互いに絶縁されている第一導電部及び第二導電部を画成する、回路板と、
   当該第一導電部に連結される少なくとも一つの接触子と、当該第一導電部及び当該第二導電部から離れた状態において当該押しボタンと接触している本体部分と、当該第一開口部に位置合わせされた第二開口部とを備える、導電性弾性体部分と、
   当該透明カバーと当該回路板の間に配され、かつ、当該第一開口部及び第二開口部を介して当該回路板の回路に導電的に連結されて、ＯＮ状態をトリガとして発光するＬＥＤと、
   を有し、
   前記押しボタンによって前記導電性弾性体部分に力が印加された際に、前記本体部分が前記第二導電部に接触し、これによって、前記該第一導電部と当該第二導電部とが導電的に連結されて、ＯＮ状態となり、
   前記押しボタンから前記導電性弾性体部分に力が印加されていない際には、当該本体部分は当該第二導電部から離れており、当該第一導電部と当該第二導電部とは絶縁された状態となり、ＯＦＦ状態となる、
   スイッチアセンブリを備えた充電器。
   
   
   

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