JP4180889B2 - 押釦スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は押釦スイッチに関し、より詳細には携帯電話、ゲーム機、各種オーディオ機器等の基板上に面実装される小型、薄型の押釦スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話やゲーム機、各種オーディオ機器等に使用される操作スイッチとして、押釦スイッチが使用されている。このような押釦スイッチは通常、絶縁樹脂等で成形されたハウジングに、中央固定接点と外側固定接点が設けられており、これら固定接点の上部には外側固定接点と当接するようにしてドーム状の可動接点が設けられ、さらに各固定接点から連続的に形成されて導通し、外部に露出する接続端子が設けられている。
【０００３】
このような押釦スイッチを基板に面実装するには、まず基板の回路パターン上にクリーム半田を所定量塗布し、このクリーム半田上に押釦スイッチを配置して、リフロー半田付け装置によって半田付けを行う。すなわち、基板をリフロー半田付け装置内の高温のリフロー炉内を通過させることによって、クリーム半田を溶融させ、押釦スイッチの接続端子を基板に半田付けする。これによって押釦スイッチは基板に面実装される。
【０００４】
ところで、このような押釦スイッチのハウジングは、絶縁材料からなる樹脂によって成形されるが、樹脂の流入方向やその他の原因によって、成形されたハウジングに反りが生じる場合がある。このようなハウジングの反りは、リフロー半田付け装置内で加熱されることにより一層大きくなり、ハウジングの周縁が基板から浮き上がり、接続端子が半田付けされない等の不具合が生じる場合があった。
このような問題を解決するものとしては、例えば特許文献１に記載された押釦スイッチがある。この押釦スイッチは、ハウジングの下面に空隙を設け、この空隙によってハウジングの反りを吸収し、ハウジングの周縁が基板から浮き上がるのを抑え、接続端子が確実に基板に半田付けされるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３２１０７７号公報（第２―５項、図４、５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年の携帯電話、ゲーム機、ポーダブルオーディオ機器等の小型化、薄型化に伴い、これらに使用される押釦スイッチは、小型化、薄型化が進められている。このことから、ハウジングの下面に上述したような空隙を設けることが困難となってきている。
また、リフロー半田付け装置による半田付けにおいては、基板のリフロー炉内に先に搬入される側と、リフロー炉内に後から搬入される側では、クリーム半田の溶融に時間差が生じることがある。溶融したクリーム半田は表面張力による引張力を有するようになり、従って先に溶融したクリーム半田が押釦スイッチの接続端子を下に引っ張る場合がある。ここで図８に示すように、押釦スイッチ１のハウジング１０が、接続端子２３、２３を有していない側面が持ち上がるようにして反っていた場合、溶融したクリーム半田５０の引張力によって一端の接続端子２３、２３が下に引っ張られると、ハウジング１０の他端が大きく持ち上がり、接続端子２３、２３が基板から大きく離れてしまう場合があり、他端の接続端子２３、２３が半田付けされないという不具合が生じる場合があった。またこのような問題は、たとえハウジング１０の下面に空隙を設けたとしても解消することはできない。
【０００７】
本発明は以上のような問題点を鑑みてなされたものであり、基板への半田付けの際にハウジングの一端が持ち上がるのを抑えることができ、接続端子を確実に半田付けすることが可能な薄型の押釦スイッチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため本発明は、可動接点と固定接点を設けた略方形状のハウジングに対し、上記ハウジングの対向側面に上記ハウジングから突出し平面状の基板に対して半田付けされる接続端子をそれぞれ対向するように設けた押釦スイッチにおいて、上記接続端子は、上記ハウジングの一辺の一端側と、上記ハウジングの上記一辺と対向する他辺の一端側とに配置されて一対の接続端子を構成し、上記ハウジングの上記一辺の他端側と、上記ハウジングの上記他辺の他端側とに配置されてもう一対の接続端子を構成し、上記ハウジングの下面には、上記対向する一対の接続端子を結ぶ各仮想線よりも外側に、実装時に基板に当接してハウジングの傾きを抑止する傾斜抑止部を設け、該傾斜抑止部は上記ハウジングの下面から下方に向かって突出してなることを特徴として構成されている。
【０００９】
本発明によれば、押釦スイッチを基板に面実装する際に、クリーム半田によって押釦スイッチの一端の接続端子が引っ張られても、傾斜抑止部が基板に当接してハウジングが傾斜するのを抑えることができる。
【００１２】
また本発明は、上記ハウジングは上記固定接点と接続端子を樹脂内に内包してなり、上記傾斜抑止部が設けられた一方の側面側にゲート跡を有することを特徴として構成されている。
【００１３】
本発明によれば、固定接点と接続端子をより強固に保持できると共に、傾斜抑止部が設けられた側面側が持ち上がるようにハウジングの反りを発生させることができる。
【００１４】
また本発明は、上記ハウジングの下面の傾斜抑止部を上記接続端子を有しない側面近傍に設けたことを特徴として構成されている。
【００１５】
本発明によれば、傾斜抑止部が対向する接続端子を結ぶ仮想線から離れた位置に設けられるので、ハウジングの傾斜をより確実に抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における押釦スイッチの平面図、図２、図３はそれぞれ、図１のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、図４、図５はそれぞれ本発明の実施形態における押釦スイッチの背面図、側面図、図６は押釦スイッチを基板に設置した状態の概念図、図７は傾斜抑止部周辺の拡大図である。なお、本実施形態において前後左右は図１に示す方向とする。
【００１７】
本実施形態における押釦スイッチ１は、図１、図２に示すように、絶縁樹脂で成形された上方開口凹状の略方形状のハウジング１０上に、凸状に加工された略円形状の中央接触部２１ａを有する金属板製の中央固定接点２１、及びこれを挟む対称位置に、同じく凸状に加工された略矩形状の外側接触部２２ａ、２２ａを有する金属板製の外側固定接点２２が設けられている。
【００１８】
また、中央固定接点２１は、図１、図３に示すように、中央接触部２１ａに導通し、ハウジング１０の前側面１１ａに向かって直線的に延びる中央連結部２１ｂ、及びこの中央連結部２１ｂに略直交して導通し、ハウジング１０の左右側面１１ｃ、１１ｄへ直線的に延びる接続片２１ｃを有する。同様に外側固定接点２２は、各外側接触部２２ａ、２２ａに導通し、後側面１１ｂに向かって延びる外側連結部２２ｂ、２２ｂ、及びこれら外側連結部２２ｂ、２２ｂと導通し、ハウジング１０の左右側面１１ｃ、１１ｄへ直線的に延びる接続片２２ｃを有する。各接続片２１ｃ、２２ｃは互いに略平行に設けられている。なお、これら各固定接点２１、２２は、ハウジング１０の内底面に前述の中央接触部２１ａ、外側接触部２２ａ、２２ａを露出させてインサート成形されることにより、ハウジング１０内に内包されて固定される。
【００１９】
そして各接続片２１ｃ、２２ｃの両端にはそれぞれ、ハウジング１０の下面１３の四隅の角部１２から突出して露出する接続端子２３が設けられている。すなわち、ハウジング１０の左側面１１ｃ及び右側面１１ｄに、それぞれ接続端子２３が二つずつ、互いに対向する位置に設けられている。接続端子２３は、各接続片２１ｃ、２２ｃの両端からそのまま直線的に形成されており、ハウジング１０の下面１３と略平行となっている。また接続端子２３の端部２３ａは上方に曲げられている。
【００２０】
また、ハウジング１０の左右側面１１ｃ、１１ｄの接続端子２３が突出している部分は図１に示すように、接続端子２３ができるだけ内側に配置されるよう、切り欠いた形状に形成されている。これにより、接続端子２３をクリーム半田５０によって半田付けする際に、クリーム半田５０をより内側に塗布することができ、したがって押釦スイッチ１を基板６０に面実装したときの専有面積を小さくすることができ、基板６０上における実装密度を高めることができる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、ハウジング１０は略方形状となっている。しかし、これに限られることなく、例えば円形状等、他の形状でもよい。また、接続端子２３を、各接続片２１ｃ、２２ｃの両端からそのまま直線的に形成されたものとしたが、これに限られることなく、例えば各接続片２１ｃ、２２ｃの両端から一端下に曲げられた形状等、その形状は特に限定されない。さらに、接続端子２３の端部２３ａは上方に曲げられているものとしたが、必ずしもこのようにする必要はなく、端部２３ａを直線状にしたままでもよい。
【００２２】
ここで、ハウジング１０の下面１３には、図４、図５に示すように、上述した互いに対向する一対の接続端子２３、２３を結ぶ仮想線７０よりも外側で、ハウジング１０の前側面１１ａ及び後側面１１ｂの近傍位置に、半円球状の傾斜抑止部１６がそれぞれ二つずつ設けられている。すなわち、ハウジング１０の下面１３には、片側二つ、合計四つの傾斜抑止部１６が下方向に向けて突出するように設けられている。なお、それぞれの傾斜抑止部１６は互いに対称となる位置に設けられており、またその高さはハウジング１０の反り高さと略同じ高さである。
【００２３】
図６に押釦スイッチ１の基板６０への実装状態を示す。なお、図６はハウジング１０の反りを誇張し、かつ構造を簡略化した押釦スイッチ１を示した概念図である。図６に示すように、このような傾斜抑止部１６を、ハウジング１０の下面１３の、対向する一対の接続端子２３、２３を結ぶ仮想線７０よりも外側に設けることにより、押釦スイッチ１を基板６０に面実装する際に、ハウジング１０の一端が持ち上がるのを防止できる。すなわち、リフロー半田付け装置のリフロー炉内において、溶融したクリーム半田５０の表面張力によって、押釦スイッチ１の一端の接続端子２３、２３が下に引っ張られても、これらの接続端子２３、２３の外側にある傾斜抑止部１６、１６が基板６０に当接し、ハウジング１０が傾斜するのを抑える。これにより、ハウジング１０の他端が持ち上がることもなく、ハウジング１０が反りを有していても、押釦スイッチ１の接続端子２３を確実に基板６０へ半田付けすることができる。なお、上述したように、図６は概念図であり、実際には図７に示す拡大図のようになる。
また、上述したように、傾斜抑止部１６をハウジング１０の前後側面１１ａ、１１ｂの近傍位置に設けることにより、仮想線７０から距離を置くことができ、より確実に押釦スイッチ１が傾斜するのを抑えることができる。
【００２４】
なお本実施形態においては、ハウジング１０の前後側面１１ａ、１１ｂの近傍位置に傾斜抑止部１６を設けることとしたが、傾斜抑止部１６の位置はこれに限られることなく、互いに対向する一対の接続端子２３、２３を結ぶ仮想線７０よりも外側であればどこでもよい。また、傾斜抑止部１６の数を片側二つ、合計四つとしたが、傾斜抑止部１６の数は特にこれに限られるものではなく、例えば片側に三つ以上設けてもよい。さらに、傾斜抑止部１６の形状についても、半円球状に限られるものではなく、方形状、角錐状等、どのような形でもよく、その高さについても必ずしもハウジング１０の反り高さと略同じである必要はなく、ハウジング１０の反り高さ以下で、且つ押釦スイッチ１の傾斜を抑えるのに十分な高さであればよい。
【００２５】
さらに、ハウジング１０は、図３、図４に示すように、下面１３の角部１２以外の部分、つまり接続端子２３に係らない接続片２１ｃ、２２ｃの埋没保持部分に、接続端子２３の下面２３ｂよりも下方に突出させた段差１４が設けられている。すなわち、下面１３の接続端子２３に係らない部分は、接続端子２３の下面２３ｂよりもさらに下方に面を有するように形成されている。なお、この段差１４は０．０３ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満であることが望ましい。また、このような段差１４を設けることにより、相対的に接続端子２３の下方にクリーム半田収容部１５を形成する。
【００２６】
ここで、本実施形態における押釦スイッチ１実装においては、あらかじめ所定位置にクリーム半田５０を塗布した基板６０上に、押釦スイッチ１をクリーム半田５０によって仮固定し、リフロー半田付け装置内を通過させ、赤外線や熱風によってクリーム半田５０を溶融固化させる表面実装方法によって実装される。
このような表面実装を行うにあたって、上述したクリーム半田収容部１５を形成したことによって、押釦スイッチ１を基板６０上のクリーム半田５０に仮固定した際に、このクリーム半田収容部１５にクリーム半田５０が収容されるので、押釦スイッチ１がクリーム半田５０によって所定の位置よりも上方に配置されることがなくなると共に、ハウジング１０の下面１３が基板６０に当接するようになり、押釦スイッチ１の配置状態が安定する。また確実に半田付けをすることができると共に、押釦スイッチ１をクリーム半田５０上に押しつけて仮固定しても、クリーム半田５０がクリーム半田収容部１５よりも内側のハウジング１０の下面１３に入り込んだり、周辺に飛び散ったりするのを抑えることができ、リフロー時に押釦スイッチ１の下面１３が基板６０から浮くのを防ぐことができ、半田ボールの発生も抑制することができる。
【００２７】
ここで、上述したように段差１４を０．０３ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満としたのは、一般的なクリーム半田に含まれる半田の粉末の粒径が０．０１〜０．０３ｍｍ程度であるので、０．０３ｍｍ未満とすると段差１４よりも半田の粉末の粒径の方が大きくなることがあり、設置状態が不安定になってしまうからである。また、クリーム半田５０が通常０．１０〜０．１５ｍｍ程度の厚さで塗布されることを考慮すると、０．１０ｍｍ以上とすれば、段差１４がクリーム半田５０の塗布厚よりも大きくなり、押釦スイッチ１を基板６０上に配置したときに、接続端子２３の下面２３ｂがクリーム半田５０に接しなくなくなってしまう可能性がある。すなわち、段差１４を０．０３ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満に形成することによって、ハウジング１０の下面１３の浮きを確実に防ぐことができ、基板６０と下面１３を実装後も当接させることができると共に、接続端子２３を確実に半田付けすることができる。また設置状態の高さ寸法を小さくすることも可能となる。端部２３ａが直線状である接続端子２３を用いた場合でも、同様に上述した効果を得ることができる。
ただし、この段差１４の０．０３ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満という条件は、必ずしもこれに限られるものではなく、クリーム半田５０に含まれる粉末の粒径や、クリーム半田５０の塗布厚に合わせて、自由に変更可能である。
【００２８】
また、ハウジング１０は図１、図２に示すように、外側固定接点２２の外側接触部２２ａに外周下端を当接させて配置された、弾性を有する金属薄板製の円形ドーム状の可動接点３０を備え、さらに下面に粘着剤が塗布された可撓性を有する八角形の絶縁フィルム４０が、ハウジング１０の上面開口部を覆うように固着されている。この絶縁フィルム４０は可動接点３０の中央頂点部３０ａにも固着されており、円形ドーム状の可動接点３０をハウジング１０内の所定位置に保持すると共に、スイッチ接点部分に対する粉塵、フラックス等の侵入を防止している。なお、本実施形態では可動接点３０の形状を円形としているが、特にこれに限られるものではなく、例えば八角形、方形等、他の形状でもよい。絶縁フィルム４０についても同様に、必ずしも八角形である必要はなく、円形、方形等でもよい。
【００２９】
次に、このような押釦スイッチ１の製造方法について説明する。中央固定接点２１、外側固定接点２２、及びこれらから連続して形成されている接続端子２３は金属板をプレス加工することによってそれぞれ上述した形状に形成する。これら中央固定接点２１、外側固定接点２２はハウジング１０の内底面にインサート成形によって固定される。このとき、接続端子２３がハウジング１０の下面１３の四隅の角部１２から突出して露出するように固定される。なお、ハウジング１０は絶縁性の樹脂を用いて金型によって一体成形される。
【００３０】
ここで、ハウジング１０に発生する反りの大きさはハウジング１０の形状、大きさ、ハウジング１０内の各固定接点２１、２２の形状、大きさ、強度、金型のゲートの位置等、様々な要因によって決まるので、まず、傾斜抑止部１６を形成しないでハウジング１０を成形する。ハウジング１０を成形する金型は、成型するハウジング１０の前側面１１ａ側又は後側面１１ｂ側に、樹脂を注入するためのゲートを有する。このように、前側面１１ａ側又は後側面１１ｂ側から樹脂を注入することによって、ハウジング１０の反りの方向が一定方向、前側面１１ａ側及び後側面１１ｂ側が持ち上がる方向になるようにすることができ、ハウジング１０の反りに対して傾斜抑止部１６を有効に機能させることができる。またこれにより、形成されたハウジング１０は、前側面１１ａ側又は後側面１１ｂ側に、成形後にランナーからゲート切断することにより生ずる切断面としてのゲート跡（図示せず）を有する。
【００３１】
このようにして、実際にハウジング１０を成形してみて、どの程度反りを有するか、またリフロー半田付け装置のリフロー炉内を通過させた際に、どの程度反りが助長されるかを確かめた上で、金型の傾斜抑止部１６に対応する位置に、必要な深さの半円球状の凹部を形成する。これにより、ハウジング１０の反りに対して、適切な高さの傾斜抑止部１６を形成することができ、押釦スイッチ１の面実装の際に、ハウジング１０の一端が持ち上がるのを確実に抑えることができる。またこの傾斜抑止部１６を形成するには、金型の対応する位置に凹部を形成すればよいだけなので、容易に形成することができる。
【００３２】
また、上述したように、ハウジング１０は段差１４を有し、接続端子２３の下方にクリーム半田収容部１５を有している。このクリーム半田収容部１５があることによって、ハウジング１０の下面１３のガス逃げがよくなり、高い転写精度を維持することができるので、下面１３の精度を高くすることができる。
さらに、このようなクリーム半田収容部１５を設けるため、金型も段差を有し、接続端子２３に係る部分が他の部分よりも高く形成されている。樹脂は金型の下面及び側面に沿って早く流れる性質を有するが、この段差に樹脂流がぶつかることによって流速が遅くなるので、樹脂が金型全体に行き渡る時間差が小さくなり、樹脂の到達時間の違いによる樹脂配向が生じにくくなり、反りが発生しにくくなる。
【００３３】
このようにして形成したハウジング１０に、金属薄板をプレス加工して円形ドーム状に形成した可動接点３０を外側固定接点２２の外側接触部２２ａに外周下端が当接するように配置し、さらにその上から絶縁フィルム４０をハウジング１０の上面開口部を覆うように固着して、押釦スイッチ１を構成する。
【００３４】
最後に、本実施形態における押釦スイッチ１の動作について説明する。押釦スイッチ１は、接続端子２３がクリーム半田５０によって所定の配線部に半田付けされて基板６０の所定位置に固定される。このように基板６０に固定された押釦スイッチ１において、半田付けした基板６０と略直交する上方から絶縁フィルム４０を押し下げ、可撓性を有する絶縁フィルム４０を介して円形ドーム状の可動接点３０の中央頂点部３０ａを下方に押圧していく。そして、その押圧力が一定以上になると、可動接点３０は反転動作し、その中央頂点部３０ａの裏面がハウジング１０に設けられた中央固定接点２１の中央接触部２１ａに接触する。
【００３５】
これにより、中央固定接点２１と外側固定接点２２が、円形ドーム状の可動接点３０を介して導通してスイッチがオンである状態となり、それぞれの接続端子２３に接続されている基板６０の所定の配線部間が導通する。
この後、絶縁フィルム４０への押圧力を除くと、円形ドーム状の可動接点３０は、自らの弾性復元力によって元の形状に復元し、スイッチがオフである状態に復帰する。
本実施形態における押釦スイッチ１においては、このように半田付けした基板６０と略直交する上方から繰返し押圧荷重を受けるが、ハウジング１０の下面１３が基板６０と当接しているので、押釦スイッチ１の中央部に不所望もたわみが生じることがない。
なおここでは、絶縁フィルム４０を直接押圧する場合について説明した。しかし、使用の形態によっては、押圧操作が行いやすくなるよう、絶縁フィルム４０の上部に所定の形状を有する操作釦を設け、この操作釦及び絶縁フィルム４０を介して可動接点３０を押圧するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、ハウジングの下面の対向する接続端子を結ぶ仮想線よりも外側に、実装時に基板に当接してハウジングの傾きを抑止する傾斜抑止部を設けたことから、クリーム半田によって押釦スイッチの一端の接続端子が引っ張られても、傾斜抑止部によってハウジングが傾斜するのを抑えることができる。これにより、ハウジングの他端が持ち上がるのを防ぎ、接続端子の半田付けを確実に行うことができる。
【００３８】
また本発明によれば、ハウジングは固定接点と接続端子を樹脂内に内包してなり、傾斜抑止部が設けられた一方の側面側にゲート跡を有することから、固定接点と接続端子をより強固に保持できると共に、傾斜抑止部が設けられた側面側が持ち上がるようにハウジングの反りを発生するようにすることができ、ハウジングの反りに対して傾斜抑止部を有効に機能させることができる。
【００３９】
また本発明によれば、ハウジングの下面の傾斜抑止部を接続端子を有しない側面近傍に設けたことから、傾斜抑止部が対向する接続端子を結ぶ仮想線から離れた位置に設けられるので、ハウジングの傾斜をより確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態における押釦スイッチの平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】 本発明の実施形態における押釦スイッチの背面図である。
【図５】 本発明の実施形態における押釦スイッチの側面図である。
【図６】 押釦スイッチを基板に設置した状態の概略側面図である。
【図７】 傾斜抑止部周辺の拡大図である。
【図８】 従来の押釦スイッチを表す図である。
【符号の説明】
１ 押釦スイッチ
１０ ハウジング
１１ 側面
１２ 角部
１３ 下面
１４ 段差
１５ クリーム半田収容部
１６ 傾斜抑止部
２１ 中央固定接点
２２ 外側固定接点
２３ 接続端子
３０ 可動接点
４０ 絶縁フィルム
５０ クリーム半田
６０ 基板
７０ 仮想線

Claims (3)

1. 可動接点と固定接点を設けた略方形状のハウジングに対し、上記ハウジングの対向側面に上記ハウジングから突出し平面状の基板に対して半田付けされる接続端子をそれぞれ対向するように設けた押釦スイッチにおいて、
   上記接続端子は、上記ハウジングの一辺の一端側と、上記ハウジングの上記一辺と対向する他辺の一端側とに配置されて一対の接続端子を構成し、上記ハウジングの上記一辺の他端側と、上記ハウジングの上記他辺の他端側とに配置されてもう一対の接続端子を構成し、
   上記ハウジングの下面には、上記対向する一対の接続端子を結ぶ各仮想線よりも外側に、実装時に基板に当接してハウジングの傾きを抑止する傾斜抑止部を設け、該傾斜抑止部は上記ハウジングの下面から下方に向かって突出してなることを特徴とする押釦スイッチ。
2. 上記ハウジングは上記固定接点と接続端子を樹脂内に内包してなり、上記傾斜抑止部が設けられた一方の側面側にゲート跡を有することを特徴とする請求項１記載の押釦スイッチ。
3. 上記ハウジングの下面の傾斜抑止部を上記接続端子を有しない側面近傍に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の押釦スイッチ。

Images