JP4101813B2 - Switch device - Google Patents
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Description
本発明は、例えばロータリースイッチやデュアル・インライン・パッケージ(DIP)ロータリースイッチ等のスイッチ装置に関する。 The present invention relates to a switch device such as a rotary switch or a dual in-line package (DIP) rotary switch.
近年、電子機器の小型化に伴い、電子機器に装着されるスイッチも非常に小型化されている。具体的にはスイッチハウジングの一片の長さは、例えば10mm程度、高さは4mm程度とされている。このため、スイッチを構成する複数の部品、例えば固定接点、複数の可動接点を有する可動接片、及び可動接点を駆動するロータ等も小型化されている。これらの部品は、ハウジング内に収容され、スイッチが構成される(例えば特許文献1参照)。ハウジングの構成としては、基板、カバーとも樹脂材に形成された構成(例えば特許文献2参照)、或いは、樹脂製の基板に金属製のカバーを取着した構成(例えば特許文献3参照)がある。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, switches mounted on the electronic devices have also been miniaturized. Specifically, the length of one piece of the switch housing is, for example, about 10 mm and the height is about 4 mm. For this reason, a plurality of parts constituting the switch, for example, a fixed contact, a movable contact piece having a plurality of movable contacts, a rotor for driving the movable contacts, and the like are also downsized. These components are housed in a housing to form a switch (see, for example, Patent Document 1). The structure of the housing includes a structure in which both the substrate and the cover are formed of a resin material (see, for example, Patent Document 2), or a structure in which a metal cover is attached to a resin substrate (see, for example, Patent Document 3). .
また、この種の超小型スイッチは、一般にサーフェスマウントと称し、半田が印刷された印刷基板の表面に配置され、この状態において、半田をリフローすることにより、印刷基板に対して電気的、機械的に接続される。
ところで、近時、電子装置の鉛フリー化に伴い、半田のリフロー温度が現行のほぼ230℃から260℃へ30℃程度上昇した。上記のように、スイッチのハウジングを構成する基板やカバーは、樹脂により形成されているが、この温度上昇に伴い、既存の樹脂では対応することが困難となってきている。特に、カバーは、半田をフローする際、変形して両面が盛り上がる傾向がある。この原因は、カバーを構成する樹脂材が高温により軟化し、さらに、ハウジング内の気体の膨張やばね材の圧力などによりカバーを変形させるためである。このようにカバーが変形した場合、スイッチ内部の部品相互間の間隙が大きくなってがたつきが発生したり、接点の圧力が低下したりするなど、スイッチの正常な機能を維持することが困難となる。 By the way, recently, with the lead-free of electronic devices, the reflow temperature of solder has increased from about 230 ° C. to 260 ° C. by about 30 ° C. As described above, the substrate and the cover constituting the switch housing are made of resin, but with this temperature rise, it has become difficult to cope with existing resins. In particular, the cover tends to be deformed and bulge on both sides when the solder flows. This is because the resin material constituting the cover is softened due to high temperature, and further, the cover is deformed by expansion of gas in the housing, pressure of the spring material, or the like. When the cover is deformed in this way, it is difficult to maintain the normal function of the switch, such as the gap between the parts inside the switch becoming large and rattling occurs, or the contact pressure decreases. It becomes.
そこで、耐熱性が優れた例えば液晶ポリマー(LCP)等のスーパー・エンジニアリング・プラスチック(スーパー・エンプラ)をカバーの材料として使用することが検討されている。しかし、LCP等の耐熱性の高い材料は、カバーの材料として不向きである。すなわち、一般に、カバーは超音波溶着により基板に固定されるが、耐熱性の高い材料は、超音波により十分溶融されない。このため、必要な溶着強度を得ることが困難である。しかも、LCPは高価であるという問題を有している。 Therefore, the use of a super engineering plastic (super engineering plastic) such as a liquid crystal polymer (LCP) having excellent heat resistance as a material for the cover has been studied. However, a material having high heat resistance such as LCP is not suitable as a cover material. That is, in general, the cover is fixed to the substrate by ultrasonic welding, but a material having high heat resistance is not sufficiently melted by ultrasonic waves. For this reason, it is difficult to obtain the necessary welding strength. Moreover, LCP has a problem that it is expensive.
本発明は、上記課題を解決するものであり、半田リフローの高温に耐えることが可能であり、しかも超音波溶着により十分な溶着強度を得ることが可能なスイッチ装置を提供しようとするものである。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and to provide a switch device that can withstand the high temperature of solder reflow and that can obtain sufficient welding strength by ultrasonic welding. .
本発明のスイッチ装置の態様は、内部にスイッチ機構が収容される基板と、前記基板に超音波溶着により溶着され、前記スイッチ機構を操作する操作子が挿入される開口部を有する樹脂製のカバーと、前記カバーと一体的で、前記開口部の周囲に形成された金属板とを具備することを特徴とする。 Embodiment of the switch device of the present invention includes a substrate switch system inside is accommodated, is welded by ultrasonic welding to said substrate, a resin that having a opening operation element for operating the switch mechanism is inserted And a metal plate that is integral with the cover and that is formed around the opening .
本発明によれば、半田リフローの高温に耐えることが可能であり、しかも超音波溶着により十分な溶着強度を得ることが可能なスイッチ装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the switch apparatus which can endure the high temperature of solder reflow and can obtain sufficient welding intensity | strength by ultrasonic welding can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は、本発明の実施形態に係るスイッチ装置21を示している。この実施形態は本発明を例えばDIPロータリースイッチに適用した場合を示している。図2において、スイッチ装置21は、基板22、複数の端子23、可動接片24、スペーサ25、ロータ26、Oリング27、ばね材28、カバー29により形成されている。基板22とカバー29はハウジング30を構成し、このハウジング30の内に可動接片24、スペーサ25、ロータ26、Oリング27、ばね材28が順次収容される。ハウジング30の一辺の長さは、約10mm、高さは約2mmである。
FIG. 2 shows a
基板22は、矩形状の収容部22aを有しており、この収容部22aの底部に複数の端子23が取着されている。各端子23の収容部22a内の端部には固定接点23aがそれぞれ形成されている。
The board |
可動接片24は、導電性金属により構成され、矩形状の枠体24aに複数の可動接点24bが一体的に形成されている。すなわち、各可動接点24bの一端は枠体24に接続され、他端が自由に動作する接点として形成されている。各可動接点24bの中央部には、突起24cが形成されている。この突起24cにロータ26の底面に形成された第1のカム26aが当接することにより、可動接点24bが下方に押圧され、対応する固定接点23aに接触される。さらに、枠体24の4辺は、収容部22aの底部方向に折り曲げられ折曲部24dが形成されている。このため、可動接片24の剛性が向上されている。
The
可動接片24の上に設けられる矩形状のスペーサ25は、例えばステンレススチールにより形成され、弾性を有している。スペーサ25は、可動接点24bの突起24cに対応した複数の開口部25aを有しており、スペーサ25を可動接片24の上に載置した状態において、可動接点24bの各突起24cが開口部25aから突出する。さらに、スペーサ25の四隅には、可動接片24方向に突出した突部25bが形成されている。スペーサ25は、スイッチ装置が組み立てられた状態において、その中央部がロータ26により可動接片24の中央部方向に押圧され、各突部24bが可動接片23の四隅を押圧する。このため、可動接片24が仮に変形している場合においてもスペーサにより変形が修正される。
The
ロータ26は、その底面に形成された第1のカム26aと、上面に形成された操作子26bと、操作子26aの周囲に形成された第2のカム26cと、第2のカム26cと操作子26aの間に形成されたリング状の溝部26dとを有している。操作子26bは、カバー29の開口部29aに挿入され、操作子26bの操作に応じてロータ26が回転される。第1のカム26aは、前記可動接点24bの突起24cに当接してロータ26の回転位置に応じて所定のスイッチ状態を設定する。第2のカム26cは、ロータ26の回転ステップに対応して等間隔に形成されており、リング状のばね材28に形成された突部28aに係合される。このため、ロータ26の回転位置がばね材28により規制される。
The
Oリング27は、例えばゴム材により形成され、ロータ26の溝部26dに収容される。このOリング27は、スイッチ装置が組み立てられた状態において、カバー29の裏面に当接する。このため、操作子26bとカバー29の開口部29aとの間隙が閉塞され、ハウジング内への塵埃の侵入が防止される。
The O-
ばね材28は、係合部28bを有し、この係合部28bは、基板22の収容部22a内に形成された図示せぬ係合部に係合される。このため、ばね材28はロータ28に対して回転しないように固定されている。ばね材28は、スイッチ装置が組み立てられた状態において、前述したように突部28aがロータ26の第2のカム26cに係合される。この状態においてロータ26がばね材28の弾性に抗して回転された場合、第2のカム26cが突部28aを超え、クリックが発生する。
The spring material 28 has an
上記のように、基板22の収容部22a内に可動接片24、スペーサ25、ロータ26、Oリング27、ばね材28が順次収容された後、カバー29が基板22に装着され、カバー29と基板22が例えば超音波溶着技術を用いて接着される。
As described above, after the
図1(a)(b)は、本実施形態に係るカバー29の構成を具体的に示している。カバー29は、例えばポニ・フェニレン・サルファイト(PPS)、ポリアミド樹脂、ポリ・ブチレン・テレフタレート(PBT)等により形成されている。カバー29を構成する樹脂材は、スーパー・エンプラに比べて耐熱性は低いが、超音波溶着において、十分な溶着強度を得ることが可能な材料であればよい。このカバー29の内部で、前記開口部29aの周囲に金属板32が例えばインサート成型により形成されている。金属板32としては、例えば黄銅、ステンレススチール、スチール等を用いることができる。また、金属板32の厚みは例えば0.2mmである。金属板32は、カバー29の内部に完全にインサートする必要はなく、カバー29の表面に露出して形成することも可能である。このような構成のカバー29は、基板22に装着された状態において、超音波溶着される。
1A and 1B specifically show the configuration of the
上記実施形態によれば、カバー29を超音波溶着において、十分な溶着強度を得ることが可能な材料により構成している。このため、カバー29を超音波溶着により基板22に十分な強度により溶着することができる。しかも、カバー29内に補強材としての金属板32を設けているため、半田をリフローする際の高温状態においても、カバー29の変形を防止することができる。このため、部品のがたつきの発生を防止できるとともに、接点の圧力を十分に保持でき、スイッチの信頼性を向上することができる。
According to the embodiment, the
また、高価なスーパー・エンプラを使用する必要がないため、製造価格の高騰を抑制することが可能である。 Further, since it is not necessary to use an expensive super engineering plastic, it is possible to suppress an increase in manufacturing price.
なお、上記実施形態は、本発明をDIPロータリースイッチに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明をその他のスイッチ装置に適用することも可能である。 In addition, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to a DIP rotary switch, it is not limited to this, It is also possible to apply this invention to another switch apparatus.
21…スイッチ装置、22…基板、22a…収容部、23…端子、23a…固定接点、24…可動接片、24a…枠体、24b…可動接点、24d…折曲部、25…スペーサ、25b…突部、26…ロータ、26a…第1のカム、26b…操作子、29…カバー、30…ハウジング、32…金属板。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記基板に超音波溶着により溶着され、前記スイッチ機構を操作する操作子が挿入される開口部を有する樹脂製のカバーと、
前記カバーと一体的で、前記開口部の周囲に形成された金属板と
を具備することを特徴とするスイッチ装置。 A substrate in which the switch mechanism is housed, and
Is welded by ultrasonic welding to said substrate, and resin cover that having a opening operation element for operating the switch mechanism is inserted,
A switch device comprising: a metal plate that is integral with the cover and formed around the opening .
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