JP2008041541A

JP2008041541A - 操作装置

Info

Publication number: JP2008041541A
Application number: JP2006216968A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyuki Yamaguchi; 達之山口; Akito Miyagawa; 昭人宮川; Jiyunya Wakabayashi; 順哉若林
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: CN101122373A; CN101122373B; US20080037277A1; JP4668867B2

Abstract

【課題】大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供する。
【解決手段】ハウジング２に設けられた２つの押圧操作部４には、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる点灯部５がそれぞれ設けられている。また、ハウジング２の裏面側には、弾性シート７と、その弾性シート７によって覆われる回路基板６とが配設されている。回路基板６上には、各点灯部５における光の放射方向と同方向に発光するようにＬＥＤ１２が配置されている。また、ＬＥＤ１２と各点灯部５との間には、面方向がＬＥＤ１２の発光方向と直交するように、板状の導光部材８が配設されている。そして、弾性シート７においてＬＥＤ１２と対応する箇所には、該ＬＥＤ１２からの光を導光部材８の側部に向けて反射する反射部１８が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、押圧操作部を照明する機能を有する操作装置に関するものである。

一般に、例えば車両室内に配設される操作装置として、夜間においてもその位置を視認できるように、操作部が照明される操作装置が提案されている。
例えば図５に示すように、この種の操作装置５１は、複数の操作部５２が設けられた意匠パネル５３と、その意匠パネル５３の裏面側に配置されたスイッチ構造体５４とを備えている。スイッチ構造体５４は、各操作部５２と対応する箇所にそれぞれスイッチ部が設けられた回路基板５５と、その回路基板５５を覆うように該回路基板５５と操作部５２との間に介在された透光性を有する板状の弾性シート５６とを備えている。また、各操作部５２にはそれぞれ点灯部５７が設けられ、回路基板５５においてそれら点灯部５７と対応する箇所には、それぞれトップビュー型のＬＥＤ等からなる光源５８が配設されている。

このため、各光源５８の発光時には、その光が点灯部５７から外部に放射されることとなり、対応する各操作部５２が点灯状態となる。よって、夜間においても操作部５２を容易に視認可能となる。

しかしながら、こうした操作装置５１では、各操作部５２に対してそれぞれ個別に光源５８が必要となるため、回路基板５５に実装すべき部品点数が多くなってしまい、回路基板５５が大型化してしまったり、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が狭くなってしまったりするなどの問題が生じていた。また、各光源５８の固有の誤差により、輝度にバラツキが生じるおそれもあった。

そこで従来、導光材を用いることにより、一つの光源によって複数の点灯部を点灯させる操作装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
例えば図６（ａ）に示すように、この種の操作装置６１は、前記各操作部５２と弾性シート５６との間に板状の導光材６２が介在されるとともに、その導光材６２の側方にサイドビュー型のＬＥＤ等からなる光源６３が配置された構成をなしている。図６（ｂ）に示すように、導光材６２における各点灯部５７と対応する箇所には凹凸構造６４が設けられ、導光材６２の端面から入射された光源６３からの光は、該導光材６２内を拡散・反射しつつ、凹凸構造６４によって反射して点灯部５７方向に出射される。そして、その出射された光が各点灯部５７から外部に放射されることにより、それら点灯部５７が点灯状態となる。このため、こうした操作装置６１によれば、一つの光源によって複数箇所の点灯部５７を点灯させることができ、前記回路基板５５に実装すべき部品点数を少数とすることができるとともに、該回路基板５５の部品レイアウトの自由度が増す。
特開平８−１９４２１９号公報

ところが、こうしたサイドビュー型の操作装置６１では、該光源６３及び光源６３を作動させるための基板６５等を配設するためのスペースを導光材６２の側方に確保する必要があるため、操作装置６１自体が平面方向（同図における左右方向）に大きくなってしまう。また、光源６３から各点灯部５７までの距離にも較差が生じやすく、各点灯部５７の輝度にもバラツキが生じやすい。そして、こうした輝度のバラツキを軽減させようとした場合、光源６３を配置する際の配置箇所に制限を受けやすい。よって、こうした観点においては改善の余地が残されている。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、複数の押圧操作部が設けられた意匠パネルを備えるとともに、その意匠パネルの裏面側に配置され、該押圧操作部と対応する箇所において該押圧操作部からの応力によって弾性変形する略板状の弾性部材と、その弾性部材によって覆われるとともに、該弾性部材の弾性変形によって接点の開閉状態が切り換わるスイッチ部が設けられた回路基板とを備えた操作装置であって、前記押圧操作部または前記意匠パネルにおける該押圧操作部の近傍に設けられ、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部と、それら点灯部よりも少数からなり、前記回路基板上において各点灯部における光の放射方向と同方向に発光するように配置された光源と、前記光源からの光を各点灯部に導光するべく、面方向が前記光源の発光方向と直交するように該光源と各点灯部との間に配設された板状の導光部材と、前記意匠パネル及び前記弾性部材のうちの少なくとも一方に設けられ、前記光源からの光を前記導光部材の側部に向けて反射する反射部とを備えたことを要旨とする。

上記構成によると、光源はスイッチ部が設けられた回路基板に配置されるため、光源を作動させるための専用基板が不要となる。また、光源は各点灯部における光の放射方向と同方向に発光するように配置され、導光部材はこうした光源と点灯部との間に配設されるため、導光部材の側方に光源を配置するためのスペースを確保する必要もない。このため、操作装置の部品点数の増大を防止できるとともに、操作装置が平面方向に大きくなってしまうことも防止できる。しかも、基板において点灯部と対応する箇所に光源を配置する必要もないため、基板における光源の配置レイアウトの自由度も増す。また、各点灯部までの距離が等しくなるように光源を配置すれば輝度のバラツキも抑えることができ、そのように配置するための自由度も大きく確保可能となる。よって、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を実現可能となる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の操作装置において、前記光源は、前記各点灯部のうちの少なくとも２つに対し、等間隔またはそれに近似する位置に配置されていることを要旨とする。

上記構成によると、各点灯部から放射される光の輝度にバラツキが生じてしまうのを抑止することができる。
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の操作装置において、前記反射部は、前記光源に向かって先端が収束する略錘型をなしていることを要旨とする。

上記構成によると、単純な構成で反射部を実現することが可能となる。また、反射部を略錘型とすることにより、光源からの光を導光部材の側部方向に確実に反射することが可能となる。

以上詳述したように、本発明によれば、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる操作装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、操作装置１は、意匠パネルとしてのハウジング２と、そのハウジングの裏面（図中における下面）側に配設されるスイッチ構造体３とを備えている。この操作装置１は、例えば車両の運転席周辺の部材（ステアリングホイールやダッシュボードなど）に配設され、スイッチ構造体３をハウジング２によって被覆した形態からなる車両用操作装置などとして具体化される。

図２に併せ示すように、ハウジング２の意匠面（図中における上面）には、複数（ここでは２つ）の押圧操作部４が形成されている。これら押圧操作部４は、それぞれハウジング２内方向へ傾動可能となっており、裏面には下方に延びる作用突部４ａが形成されている。また、各押圧操作部４には透光性を有する点灯部５が設けられており、ハウジング２内からの光を点灯部５から外部に放射可能となっている。なお、本実施形態において押圧操作部４の一方には「ＯＮ」の文字が印字され、他方には「ＯＦＦ」の文字が印字されている。このため、点灯部５から光が外部に放射された際には、それらの文字が照明されるとともに、押圧操作部４全体が照明された状態となる。

図１及び図２に示すように、スイッチ構造体３は、最下層に配置される回路基板６と、その回路基板６の上面に配設される弾性シート７と、その弾性シート７の上面側に配設される板状の導光部材８とを備えている。

回路基板６のハウジング２側面（上面）において前記各押圧操作部４と対応する箇所には、それぞれスイッチ部としての固定接点１１が設けられている。また、この回路基板６において前記各点灯部５に対してそれぞれ等間隔となる箇所には、ハウジング２方向に光を放射する光源としてのトップビュー型のＬＥＤ１２が実装されている。すなわち、このＬＥＤ１２は、回路基板６の面方向に対して直交する方向に光を放射するようになっている。なお、本実施形態においてＬＥＤ１２は、各固定接点１１間を結ぶ線上に配置されている。換言すれば、ＬＥＤ１２は、固定接点１１及び点灯部５の分布範囲内に配置されている。

弾性シート７は、例えばシリコーンゴム等の弾性変形可能な軟質性樹脂によって構成された透光性を有する略板状物からなり、回路基板６の上面を覆うように配設されている。この弾性シート７は、回路基板６とほぼ同形同大に構成され、ハウジング２側面（上面）において、前記各押圧操作部４に設けられた作用突部４ａと対応する箇所にはそれぞれ第１突部１３が突設され、前記ＬＥＤ１２と対応する箇所にはＬＥＤ１２の外径寸法よりも大きく設定された第２突部１４が突設されている。

また、図２に示すように、弾性シート７の回路基板６側面（下面）において、前記各押圧操作部４と対応する箇所にはそれぞれ第１凹所１５が設けられ、第２突部１４と対応する箇所にはＬＥＤ１２の外径寸法よりもやや大きく設定され、該ＬＥＤ１２を収容する円形の第２凹所１６が設けられている。

各第１凹所１５において各第１突部１３と対応する箇所には、それぞれ可動接点１７が設けられている。そして、ハウジング２に設けられた押圧操作部４が押圧操作されて作用突部４ａを介して第１突部１３に上方から応力が加わると、その応力によって弾性シート７が弾性変形を生じ、可動接点１７が回路基板６に設けられた対応する固定接点１１に接触した状態となる。また、第１突部１３に対して該応力が付与されなくなると、弾性シート７は元の形状に復帰して可動接点１７と固定接点とが非接触状態となる。よって、押圧操作部４の押圧操作によって固定接点１１の開閉状態を切換可能となる。

また、第２凹所１６における奥面には、ＬＥＤ１２から放射される光を反射する反射部１８が設けられている。本実施形態においてこの反射部１８は、ＬＥＤ１２方向に向かって突出するとともに、ＬＥＤ１２の略中心方向に向かって収束する略円錐形状をなしており、その錘面（円錐面）が反射面となっている。

導光部材８は、例えばアクリル、スチレン、ウレタン等の透明樹脂を用いた板状の導光材料によって構成され、弾性シート７と同一の面方向となるように該弾性シート７上に配設されている。この導光部材８は、弾性シート７よりも小形状をなしており、各点灯部５と対応する箇所まで延びている。

こうした導光部材８において弾性シート７の第２突部１４と対応する箇所には、該第２突部１４よりも大径の貫通孔８ａが透設され、この貫通孔８ａに第２突部１４が挿通された状態で導光部材８が弾性シート７上に配置されている。また、図１及び図３に示すように、導光部材８の弾性シート７側面（下面）において前記各点灯部５と対応する箇所には、導光部材８内に導光された光を点灯部５方向へ反射するための凹部群１９が設けられている。図３に示すように、この凹部群１９は、微細（例えば数μｍ〜数十μｍ）な円錐形状をなす凹部１９ａの集合によって構成され、それら凹部１９ａの錘面によって光を点灯部５方向へ反射する。なお、本実施形態において凹部群１９は導光部材８の下面側に設けられているが、上面側に設けられていてもよい。また、各凹部１９ａは必ずしも円錐形状をなしている必要はなく、例えば多角錘形状や柱形状をなしていてもよい。

よって、このように構成された操作装置１では、図３に矢印で示すように、ＬＥＤ１２から放射された光は、まず反射部１８の反射面に反射することによって導光部材８の側部（貫通孔８ａの内周面）から同導光部材８内に入射される。そして、その入射された光は、導光部材８内で反射・拡散することによって凹部群１９に案内されるとともに、該凹部群１９の各凹部１９ａの反射面に反射することによって点灯部５方向に出射される。その結果、導光部材８から出射された光が各点灯部５から外部に放射される。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）ＬＥＤ１２は固定接点１１が設けられた回路基板６に配置されるため、該ＬＥＤ１２を作動させるための専用基板が不要となる。また、ＬＥＤ１２は各点灯部５における光の放射方向と同方向に発光するように配置され、導光部材８はこうしたＬＥＤ１２と点灯部５との間に配設されるため、前記従来におけるサイドビュー型の操作装置のように導光部材８の側方にＬＥＤ１２を配置するためのスペースを確保する必要もない。このため、操作装置１の部品点数の増大を防止できるとともに、操作装置１が平面方向に大きくなってしまうことも防止できる。しかも、回路基板６において点灯部５と対応する箇所にＬＥＤ１２を配置する必要もないため、回路基板６におけるＬＥＤの配置レイアウトの自由度も増す。よって、こうした操作装置１によれば、大型化を抑止しつつ簡素な構造で複数の点灯部を点灯させることができるとともに、設計の自由度を高めることができる。

（２）ＬＥＤ１２は、各点灯部５に対し、等間隔距離となる箇所に配置されている。このため、各点灯部５から放射される光の輝度にバラツキが生じてしまうのを抑止することができる。また、各点灯部５に対して等間隔距離となってさえいればＬＥＤ１２をどこに配置しても輝度のバラツキを抑制できるため、ＬＥＤ１２の配置位置の自由度も大きくなる。よって、輝度のバラツキを抑制するための構造を実現するにあたっても、設計の自由度を高めることができる。

（３）反射部１８は、ＬＥＤ１２に向かって先端が収束する錘型（ここでは円錐形状）をなしている。このため、単純な構成で反射部１８を構成することができる。また、反射部１８を錘型とすることにより、ＬＥＤ１２からの光を導光部材８の側部方向に確実に反射することができる。

（４）反射部１８は、ＬＥＤ１２を覆う弾性シート７に設けられている。この弾性シート７は回路基板６の上面全体を覆うように配設されていることもあり、ＬＥＤ１２に対する防水・防塵効果はもちろん、回路基板６自体の防水・防塵効果をも確保することができる。

（５）操作装置１は押圧操作型の操作装置であり、弾性シート７における押圧操作部４の可能部位と対応する箇所には、固定接点１１と可動接点１７とが接触・離間するための空間が必要となる。このため、回路基板６上にＬＥＤ１２を実装した際における該ＬＥＤ１２の高さと、そのＬＥＤ１２と反射部１８との間に必要な空間とが、該固定接点１１と可動接点１７との空間によってある程度許容される。よって、こうした操作装置１においては、厚さ方向（高さ方向）に大型化してしまうことも抑止可能となる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において反射部１８は、弾性シート７に設けられている。しかしながら、反射部は必ずしも弾性シート７に設けられている必要はない。例えば図４に示すように、弾性シート７における第２突部１４を貫通孔２１に変更するとともに、ハウジング２の裏面におけるＬＥＤ１２と対向する箇所に、ＬＥＤ１２に向かって収束する錘型の反射部２２を設けてもよい。このようにしてもＬＥＤ１２から放射される光を該反射部２２の錘面に反射させることにより、該光を導光部材８内に入射させることができる。また、弾性シート７に第２突部１４、第２凹所１６及び反射部１８を設ける必要がなく、単なる貫通孔２１を設ければよくなるため、該弾性シート７の構造を簡素化することができる。

・反射部１８，２２の反射面に、光反射率の高い反射材を設けてもよい。より具体的には、該反射面に反射材を塗布したり貼着したりしてもよい。このようにすれば、導光部材８に向けてより効率的に光を反射させることができる。

・反射部１８，２２は必ずしも錘型である必要はなく、導光部材８における貫通孔８ａの内周面にＬＥＤ１２からの光を入射できる形状であれば、どのような形状をなしていてもよい。具体的には、反射部１８，２２は、該貫通孔８ａの内周面に向かってＬＥＤ１２からの光を反射する単なる斜面を有した構造となっていてもよい。

・各点灯部５は、必ずしも対応する各押圧操作部４に設けられていなくてもよく、ハウジング２における該押圧操作部４の近辺に設けられてもよい。
・導光部材８は、必ずしも弾性シート７の上面側に配設されている必要はなく、例えば弾性シート７と回路基板６（ＬＥＤ１２）との間に配設されてもよい。

・ＬＥＤ１２は、必ずしも各点灯部５から等間隔距離となる箇所に配置されている必要はない。
・点灯部５は、３つ以上設けられていてもよい。なお、この場合、ＬＥＤ１２は、それら点灯部５によって囲われる領域（各点灯部５の分布領域）内に設けられていることが望ましい。また、ＬＥＤ１２は、これら点灯部５のうちの少なくとも２つに対して等間隔距離、またはそれに近似する距離となる箇所に配置されることが、より望ましい。

・前記実施形態において操作装置１は、押圧操作式の操作部を備えた操作装置１に具体化されているが、これに限らず、例えばスライド式の操作部やシーソー式の操作部を備えた構成となっていてもよい。

・導光部材８に設けられた凹部群１９は、必ずしも導光部材８の下面側に設けられている必要はなく、上面側に設けられたり、上下両面に設けられたりしてもよい。
・前記実施形態では、光源としてＬＥＤ１２を用いている。しかしながら、光源はＬＥＤ１２に限らず、例えば白熱球やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子など、導光部材８の面方向に対して直交する方向に光を放射する発光体であれば適用可能である。

・ハウジング２は、箱体状物に限らず、スイッチ構造体３の表面を覆う表層板をも含むものとする。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項１〜３のいずれか１項に記載の操作装置において、前記反射部の表面には光反射剤が塗布されていること。この（１）に記載の技術的思想によれば、光源からの光を反射部によって効率的に反射させることができる。

（２）請求項１〜３、上記（１）のいずれか１項に記載の操作装置において、前記光源は、前記各点灯部によって囲われる領域内に配置されていること。この（２）に記載の技術的思想によれば、各点灯部の輝度のバラツキを抑止可能となる。

（３）請求項１〜３、上記（１），（２）のいずれか１項に記載の操作装置において、前記反射部に光反射率の高い反射材を設けたこと。この（３）に記載の技術的思想によれば、光源からの光を効率的に導光部材に導光させることができる。

本発明の一実施形態の操作装置の概略構成を示す分解斜視図。図１のＡ−Ａ線断面図。同実施形態の操作装置の一部を拡大して模式的に示す断面図。他の実施形態の操作装置の概略構成を示す断面図。従来の操作装置の一例を示す断面図。（ａ）は従来の操作装置の一例を示す断面図、（ｂ）は導光の原理を模式的に示す図。

符号の説明

１…操作装置、２…意匠パネルとしてのハウジング、３…スイッチ構造体、４…押圧操作部、５…点灯部、６…回路基板、７…弾性部材としての弾性シート、８…導光部材、１１…スイッチ部としての固定接点、１２…光源としてのＬＥＤ、１７…可動接点、１８，２２…反射部。

Claims

複数の押圧操作部が設けられた意匠パネルを備えるとともに、その意匠パネルの裏面側に配置され、該押圧操作部と対応する箇所において該押圧操作部からの応力によって弾性変形する略板状の弾性部材と、その弾性部材によって覆われるとともに、該弾性部材の弾性変形によって接点の開閉状態が切り換わるスイッチ部が設けられた回路基板とを備えた操作装置であって、
前記押圧操作部または前記意匠パネルにおける該押圧操作部の近傍に設けられ、光源からの光を外部に放射することにより点灯状態となる複数の点灯部と、
それら点灯部よりも少数からなり、前記回路基板上において各点灯部における光の放射方向と同方向に発光するように配置された光源と、
前記光源からの光を各点灯部に導光するべく、面方向が前記光源の発光方向と直交するように該光源と各点灯部との間に配設された板状の導光部材と、
前記意匠パネル及び前記弾性部材のうちの少なくとも一方に設けられ、前記光源からの光を前記導光部材の側部に向けて反射する反射部とを備えたことを特徴とする操作装置。
前記光源は、前記各点灯部のうちの少なくとも２つに対し、等間隔またはそれに近似する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
前記反射部は、前記光源に向かって先端が収束する略錘型をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作装置。