开关装置、电子设备和电子乐器的制作方法

开关装置、电子设备和电子乐器
1.相关申请的引用
2.本技术主张以2020年12月9日申请的日本国专利申请第2020-204073号为基础的优先权，本技术引用该基础申请的全部内容。
技术领域
3.本公开涉及开关装置、电子设备以及电子乐器。


背景技术：

4.日本特开2006-302555号


技术实现要素：

5.作为一个实施例的开关装置，具备：帽，在顶面包含第一区域和第二区域，该第二区域与配置有内部光源的位置对应，厚度比所述第一区域薄；以及开关，安装有所述帽。
6.作为一个实施例的电子设备，具备上述的开关装置和处理器，所述处理器执行与检测到的对所述开关装置的操作相应的处理。
附图说明
7.图1是实施方式的键盘乐器的立体图。
8.图2是实施方式的开关装置的立体图。
9.图3是实施方式的开关装置的分解立体图。
10.图4是实施方式的帽的背面立体图。
11.图5是在将实施方式的图1的键盘乐器的开关装置周边放大后的v-v截面中表示操作开关装置前的状态的图。
12.图6是在将实施方式的图1的键盘乐器的开关装置周边放大后的v-v截面中表示操作了开关装置的状态的图。
具体实施方式
13.基于附图说明实施方式。图1是从正面侧观察键盘乐器1的立体图。作为本实施方式的键盘乐器1示出了电子钢琴(包含电子乐器的电子设备)。键盘乐器1具有作为演奏操作件的指定音高的多个键2，且形成为在键2的排列方向(从演奏者观察的左右方向)上长条的平板状。在以下的说明中，将键盘乐器1的从演奏者观察的跟前侧设为前，将其相反侧设为后，将从演奏者观察的左侧设为左，将其相反侧设为右。另外，将键盘乐器1的配置有开关装置4、5的一侧作为上，将其相反侧作为下。
14.键盘乐器1具备外装壳体11，在设置于外装壳体11的一部分的开口部设置有键2、操作部12。由按键操作产生的声音从位于键2后方的内部扬声器发出，并经由设置于外装壳体11的上表面的未图示的开口向外部放音。操作部12配置在键2的后方侧。操作部12包含电
源按钮121、拨盘3、作为进行各种设定的选择和决定的操作按钮(按压按钮)的开关装置4、5、以及指示器122。开关装置4具备后述的发光元件133。开关装置4例如在进行按下操作的期间发光。开关装置5不具有发光功能，但从外装壳体11露出的外观与开关装置4同样地构成。通过使用操作部12中的一个或多个开关装置4、5，能够预先登记钢琴、风琴等的音色的变更、变更后的音色。另外，多个指示器122通过配置在内部的led等发光元件，以点亮的方式通知由开关装置4、5等设定的信息。
15.图2是省略了外装壳体11的状态的开关装置4、5的立体图。在图2中，示出了与图1的拨盘3邻接的开关装置4、5。键盘乐器1在外装壳体11的内部具有：电路基板13；橡胶开关阵列(rubber switch array)6，配置在电路基板13上；以及帽7，安装在设置于橡胶开关阵列6的开关61、62。帽7相当于开关装置4、5中的键顶。开关装置4包含开关61、帽7以及电路基板13。另外，开关装置5包含开关62、帽7以及电路基板13。
16.如图3的开关装置4、5的分解立体图所示，电路基板13具有触点电极131、132和作为内部光源的发光元件133。图3的触点电极131、132是用双点划线示意性地表示形成电极图案的区域。触点电极131、132设置为正极侧和负极侧的梳型电极在开放状态下相互啮合。触点电极131、132由于后述的触点616、626的接触而正极侧和负极侧的梳型电极短路并导通，能够通过设置于电路基板13等的未图示的检测部检测开关装置4、5(开关61及开关62)的按下操作。作为本实施方式的发光元件133，使用白色的led元件，也可以构成为配置包含红色、绿色以及蓝色的多个led芯片的发光元件而能够射出任意颜色的光。发光元件133朝向配置于上方的帽7的顶面71侧(参照图5)射出光。
17.另外，在电路基板13设置有作为开口部的安装部134、以及作为切口部的安装部135。电路基板13通过安装部134从内侧相对于外装壳体11使用螺丝构件来固定。另外，橡胶开关阵列6也经由作为切口部的安装部642而通过螺丝构件与电路基板13的安装部135一起拧紧，并固定于外装壳体11。
18.橡胶开关阵列6能够由天然橡胶或合成橡胶等具有绝缘性的弹性材料形成。橡胶开关阵列6形成为左右呈长条(图3中图示为左端部侧的一部分)。橡胶开关阵列6具有：平板状的底部63；多个开关61、62，设置在底部63；以及侧壁部64，以包围底部63的外周周围的方式配置。
19.如图5所示，开关61设置为上下贯通的筒状。开关61具有：基部611，外形为左右呈长条的圆锥台状；裙部612，连接基部611和底部63；以及头部613，设置在基部611的上方，外形为圆柱状。裙部612是在基部611的下端部遍及整周地设置的薄壁部。裙部612在未受到外力的图5的状态下被拉伸而对基部611和安装有帽7的头部613向上方施力，在开关61经由帽7被按下的图6的状态下弯曲而能够使基部611和头部613向下方的电路基板13侧接近。因此，开关61设置为通过裙部612而能够上下移动。
20.如图3所示，基部611的外侧面611a以下部扩展的方式倾斜。另外，头部613的外侧面613a形成为遍及上下直径大致相同。外侧面611a和外侧面613a经由台阶部611b连接。
21.在图5所示的开关61的内部，设置有横截面为大致圆形且在上下方向上贯通的贯通孔的光源侧导光部614及收容部615。光源侧导光部614及收容部615同轴地邻接设置。光源侧导光部614的整体形成为朝向上方内径逐渐缩小，下端的开口侧的一部分形成为直径大致相同。
22.位于光源侧导光部614的上方的收容部615形成为直径比光源侧导光部614的上端部的内径大。收容部615的内径设置为遍及上下方向地直径大致相同。在收容部615能够收容后述的帽7的筒状部74(顶面侧导光部741)。收容部615的内径被设置为比筒状部74的外径大。
23.另外，开关61在基部611的下表面的与光源侧导光部614不同的位置具有从下表面向下方侧(即，电路基板13侧)突出的圆柱状的触点616。触点616与触点电极131相对地设置在两个部位。在触点616的与触点电极131相对的面上，通过电镀或蒸镀等设置导体部。因此，当与触点电极131接触时，触点616能够使触点电极131的正极侧和负极侧的开放端短路。
24.如图5所示，开关62相对于圆筒状的开关61设置为实心的大致圆柱状。开关62具有：圆柱状的基部621；裙部622，将基部621与底部63连接；以及头部623，设置在基部621的上方，外形为圆柱状。裙部622是在基部621的下端部遍及整周地设置的薄壁部。裙部622在未受到外力的图5的状态下被拉伸并对基部621和安装有帽7的头部623向上方施力，并能够在开关62经由帽7而被按下的图6的状态下弯曲，使基部621和头部623向下方的电路基板13侧接近。因此，开关62设置为通过裙部622而能够上下移动。
25.如图3所示，基部621的外侧面621a形成为遍及上下直径大致相同，头部623的外侧面623a也形成为遍及上下直径大致相同。外侧面623a与开关61的外侧面613a直径大致相同，形成为直径比外侧面621a小。外侧面621a和外侧面623a经由台阶部621b连接。
26.在图5所示的开关62的头部623的上部，形成有横截面为大致圆形且向上方开口的凹部即收容部625。收容部625与前述的开关61的收容部615内径相同，遍及上下方向地设置为直径大致相同。与收容部615同样，在收容部625能够收容帽7的筒状部74(顶面侧导光部741)。
27.另外，开关62在基部621的下表面的大致轴线上的位置具有从下表面向下方侧(即，电路基板13侧)突出的圆柱状的触点626。触点626与触点电极132相对设置。在触点626的与触点电极132的相对面通过电镀或蒸镀等设置导体部。因此，当与触点电极132接触时，触点626能够使触点电极132的正极侧和负极侧的开放端短路。
28.在图3的侧壁部64的一部分设置有在上下方向上贯通的多个开口部641(也参照图5)。在开口部641插入有从外装壳体11的内面突出的定位突起(不图示)而定位。另外，从外装壳体11的内面突出的多个突起部111抵接于向电路基板13上配置的橡胶开关阵列6的底部63的上表面。由此，限制橡胶开关阵列6的上下移动。在橡胶开关阵列6的下表面设置有矩形形状的槽部651、652。槽部651设置为遍及橡胶开关阵列6的长边方向(图5的左右方向)，将各开关61、62与电路基板13之间的内部空间s1和外部空间s2连接。另外，槽部652设置为遍及橡胶开关阵列6的短边方向(图5的里侧及近前侧方向)，将内部空间s1和外部空间s2连接。槽部651、652能够使开关61、62上下运动时的内部空间s1内的空气逸出而降低上下动作的阻力。
29.图3所示的帽7形成为下表面侧开口的中空的帽状。帽7从侧面看形成为大致梯形形状。从顶面71的外周缘向下方设置的侧面部72设置为随着朝向下端部而外径稍稍扩宽。另外，在侧面部72的下端设置有向外径方向突出的凸缘状的凸起部73。
30.如图4所示，帽7具有筒状部74，该筒状部74以从顶面71的下表面朝向发光元件133
(内部光源)侧突出的方式延伸设置。筒状部74形成为上端由于顶面71而被闭塞，且下方具有开口部的圆筒状。在筒状部74的内侧设置有被筒状部74的内壁包围的顶面侧导光部741。在筒状部74的外侧面上，在两个部位设置有遍及上下方向的槽部742。槽部742的下端遍及到筒状部74的前端边缘部为止地设置。
31.另外，如图3及图5所示，帽7的顶面71包含第一区域71a和第二区域71b。第一区域71a与在顶面71设置于第二区域71b的外侧的外周呈圆环状的厚壁部712对应。如图3所示，第二区域71b与设置在顶面71的中央侧的大致圆形区域的薄壁部711对应。第二区域71b的薄壁部711的厚度t2比第一区域71a的厚壁部712的厚度t1薄地构成。前述的顶面侧导光部741设置在与第二区域71b对应的顶面71的内侧(内部侧)。因此，第二区域71b配置在从发光元件133射出的光的光路上。此外，顶面侧导光部741，在帽7的内侧的第二区域71b与第一区域71a的边界以由内壁包围第二区域71b的外周的方式构成。第二区域71b与配置有发光元件133的位置对应地设置(参照图5)。
32.另外，本实施方式的帽7由黑色的半透明的树脂材料构成，含有扩散材料。作为扩散材料，例如能够使用无机或有机微粒。另外，扩散材料也可以构成为在第二区域71b中含有，在其他部位(例如侧面部72)中不含有。另外，顶面71被实施褶皱加工。褶皱例如能够在顶面71的外表面由0.1mm左右的细微凹凸形成。
33.如图5等所示，帽7能够以顶面71及侧面部72覆盖头部613、623的方式安装于开关61及开关62。此时，帽7的筒状部74被收容在各头部613、623的收容部615、625内。帽7与头部613、623之间的固定能够通过用粘接剂将帽7的侧面部72的内壁与头部613、623的外侧面613a、623a之间粘接来进行。
34.在开关装置4中，筒状部74的前端部与收容部615和光源侧导光部614之间的台阶部抵接。在将帽7安装于开关61的状态下，顶面侧导光部741的内径形成为比光源侧导光部614的上端的内径小。光源侧导光部614和顶面侧导光部741的中心轴与发光元件133射出的光l的光轴大致一致(参照图6)。因此，光源侧导光部614和顶面侧导光部741形成从发光元件133射出的光l的光路。前述的第二区域71b位于发光元件133的光路上(换言之，发光元件133的光轴上)。
35.在开关装置5中，筒状部74的前端部与收容部625的底部抵接。筒状部74内的顶面侧导光部741的中心轴与触点626的中心轴大致一致。
36.接下来，对开关装置4及开关装置5的动作进行说明。在开关装置4的图5所示的初始状态(未施加外力的状态)下，由于裙部612的弹力开关61及帽7上升，帽7的顶面71比外装壳体11的上方突出。此时，触点616从触点电极131分离。
37.如图6所示，在开关装置4的按下状态(以向下方施加外力的方式对帽7进行按下操作的状态)下，对抗裙部612的弹力而开关61及帽7下降。帽7的顶面71位于比图5的状态靠外装壳体11侧的位置。另外，此时，两个部位的触点616的一方或双方与触点电极131抵接，使一方或双方的触点电极131导通。触点电极131的导通由未图示的输出部检测，判定为进行了按下操作。因此，即使是帽7向倾斜方向按下等的情况下，也能够高精度地判定开关装置4被进行了按下操作。
38.另外，当检测出开关装置4被进行了按下操作时，电路基板13等未图示的处理器使发光元件133发光。另外，处理器执行与向检测出的开关装置4的操作相应的处理。发光元件
133具有与电路基板13的面大致垂直的光轴，并朝向上方射出具有规定的指向性(或半值角、指向角)的光l。从发光元件133射出的光l的一部分直接照射到顶面71的第二区域71b，另一部分在被光源侧导光部614及顶面侧导光部741的一方或双方的内面反射后照射到第二区域71b。因此，光源侧导光部614及顶面侧导光部741能够将从发光元件133射出的光l引导至第二区域71b的薄壁部711。
39.本实施方式的薄壁部711由具有透光性(或者具有能够透光的程度的壁厚)的黑色的树脂材料构成。因此，照射到薄壁部711的内面侧的光l透过薄壁部711，从顶面71的表面侧向外部射出。因此，用户在演奏位也能够视觉确认伴随开关装置4的按下操作的帽7的发光。
40.另外，由于对薄壁部711的表面侧进行了褶皱加工，故从顶面71侧观察时，在顶面71的表面被视觉确认的大致圆形的光l的直径增大(例如，顶面侧导光部741的内径左右)，能够扩大从顶面71表面射出的光l的扩散角度。另外，由于薄壁部711中含有扩散材料，能够进一步扩大从顶面71的表面射出的光l的出射角度。而且，开关装置4由比较硬质的顶面侧导光部741将光l引导至顶面71侧，因此能够将具有清晰的轮廓的圆形的光l从顶面71(薄壁部711)的表面射出。
41.当解除开关装置4的按下操作时，由于裙部612的弹力使开关61和帽7上升，开关装置4返回图5的状态。当触点616与触点电极131分离而解除触点电极131的导通时，发光元件133熄灭。另外，作为触点电极131的导通被解除时的发光元件133的发光控制，即时熄灭或者经过规定时间后熄灭等能够任意确定。
42.在开关装置5的图5所示的初始状态(未施加外力的状态)下，与开关装置4同样，由于裙部622的弹力，开关62及帽7上升，帽7的顶面71比外装壳体11的上方突出。此时，触点626从触点电极132分离。
43.如图6所示，在开关装置5的按下状态(以向下方施加外力的方式帽7被进行了按下操作的状态)下，开关62及帽7抵抗裙部622的弹力而下降。帽7的顶面71位于比图5的状态靠外装壳体11侧的位置。另外，此时，触点626与触点电极132抵接，使触点电极132导通。触点电极132的导通由未图示的检测部检测，判定为进行了按下操作。在开关装置5中，未图示的处理器也执行与检测出的向开关装置5的操作相应的处理。
44.当解除开关装置5的按下操作时，由于裙部622的弹力，开关62及帽7上升，开关装置5返回图5的状态。
45.以上，使用图1至图5说明了本实施方式的结构，但也能够应用其他结构。例如，在本实施方式中，示出了帽7为黑色的例子，但帽7也可以由白色或红色等其他颜色形成。另外，发光元件133射出的光l不限于白色，也可以是其他颜色。如本实施方式那样，当将帽7设为黑色，且发光元件133射出的光l设为白色时，出射面即顶面71的颜色和射出的光l的颜色的对比度能够增大，能够使具有更清晰的轮廓的光l从顶面71射出(或者显示在顶面71)。
46.另外，帽7也可以是不设置向发光元件133侧突出的筒状部74的结构。例如，也可以是，帽7的第二区域71b的内面侧设置为比第一区域71a的内面薄壁的凹部，由此，由凹部的内周面构成顶面侧导光部741。即使在这种情况下，也能够通过顶面侧导光部741的内周面的形状，使具有清晰的轮廓的光l从顶面71射出。
47.另外，作为顶面71的比第一区域71a薄的第二区域71b的结构，不限于设置薄壁部
711的结构，也可以是设置贯通孔的结构(即，第二区域71b的厚度为零的结构)。在这种情况下，开关61也可以具有插入顶面71的贯通孔的凸部。通过将开关61的凸部设为具有透光性的结构，能够使发光元件133的光l从第二区域71b自顶面71的外表面射出。另一方面，在设为不贯通顶面71的第二区域71b而与第一区域71a的外表面连续的面(封闭面)的图5等的结构中，在不从发光元件133射出光l的情况下，从外部观察开关装置4、5时，帽7的发光部(第二区域71b)和除此以外的部位(第一区域71a)的边界难以被看出。因此，能够在开关装置4、5的作为操作部的顶面71具有一体感。
48.另外，在本实施方式中，说明了设置于帽7的顶面侧导光部741和开关61的光源侧导光部614分体构成的例子，但也可以将顶面侧导光部741与光源侧导光部614一体构成。例如，在图5等所示的开关装置4中，将帽7和开关61一体地设置，关于裙部612能够由分体的橡胶等弹性构件构成。
49.另外，示出了在开关装置4中配置有发光元件133作为内部光源的例子，但也可以是如下结构：通过使用光纤等导光构件引导光，在图5等所示的发光元件133的位置配置导光构件的出射侧端部或泄漏部，使光l向光源侧导光部614侧射出。
50.以往，提出了具备发光部并通过开关操作而发光的开关装置。例如，日本特开2006-302555号的开关装置(按钮装置)公开了如下结构：具有形成了使来自led的光透过的导光部的橡胶开关、和以覆盖从橡胶开关的导光部的光导出面到外壁面的一部分的方式形成的树脂按钮，导光部是将来自led的光集中引导到树脂按钮的操作面的一部分的形状。
51.但是，日本特开2006-302555号的开关装置中，位于光导出面的树脂按钮变厚，在操作面侧视觉确认的点亮图案变得不清晰。
52.然而，本实施方式的开关装置4、5具备：帽7，在顶面71包含第一区域71a和第二区域71b，该第二区域71b与配置有内部光源(133)的位置对应，且厚度比第一区域71a薄；以及开关61、62，安装有帽7。由此，在第一区域71a与第二区域71b的边界形成清晰的轮廓，能够使光l从第二区域71b射出。因此，能够构成可良好地视觉确认点亮的光l的开关装置4、5。
53.另外，开关装置4、5能够不从厚壁部712射出光l而从薄壁部711射出具有清晰的轮廓的光l，因此能够良好地视觉确认已点亮的光l，所述开关装置4、5的第二区域71b与设置在顶面71的中央侧的区域的薄壁部711对应，且第一区域71a与设置在顶面71的第二区域71b的外侧的厚壁部712对应。
54.另外，帽7在内侧的第二区域71b与第一区域71a的边界，具有由内壁包围第二区域71b的外周的顶面侧导光部741。由此，使来自内部光源(133)的光l在由顶面侧导光部741的内壁反射的同时，向第二区域71b侧导光。
55.此外，顶面侧导光部741从顶面71侧朝向内部光源(133)侧呈筒状延伸设置，且开关61、62具有用于收容顶面侧导光部741的收容部615的开关装置4在构成导光路的同时使帽7相对于开关61稳定而能够进行安装。
56.另外，开关装置4、5能够根据由开关装置4、5的按下操作引起的上下运动来检测按下操作，所述开关装置4、5具有使开关61、62与触点电极131、132接触而检测按下操作的触点616、626，且设置为可上下运动。
57.另外，在顶面71被实施了褶皱加工的开关装置4，能够在增大顶面71的表面被视觉确认的光l的直径(在本实施方式中为大致圆形形状的直径)的同时，使从顶面71表面射出
的光l的扩散角度变宽。
58.另外，帽7含有扩散材料的开关装置4，能够扩大从顶面71的表面射出的光l的出射角度。
59.另外，具备开关装置4、5和执行与检测出的向开关装置4、5的操作相应的处理的处理器的电子设备，能够进行可良好地视觉确认的开关装置4、5的点亮控制，能够执行与开关装置4、5的操作相应的处理。
60.以上说明的实施方式是作为例子而提示的，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。