JP5696422B2 - プッシュスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に使用されるプッシュスイッチに関する。

携帯電話等の各種小型の電子機器に用いられるプッシュスイッチが特許文献１等として知られている。近年の機器の小型化に伴いこのようなプッシュスイッチも小型化が要請されている。

図８に特許文献１に記載のプッシュオンスイッチ（プッシュスイッチ）を分解斜視図を示す。このプッシュスイッチ１００は、上面が開口した箱形で絶縁樹脂からなるスイッチケース１１１と、開口部の内底面の中央に固定された中央固定電極１１２と、中央固定電極１１２を中心とした対向する二箇所の位置に固定された一対の外側固定電極１１３と、その中央頂点部１１４Ａ下面が中央固定電極１１２に所定間隔をあけて対峙するようにスイッチケース１１１内に収容されている中央部が上方に膨出したドーム状の可動電極１１４と、可撓性を有してスイッチケース１１１の開口部を覆う絶縁性フィルムからなる略方形のカバーシート１１５と、を備えている。

このプッシュスイッチ１００は、カバーシート１１５上方から押圧操作されると、カバーシート１１５を介して下方の可動電極１１４のドーム状部分が押圧され、所定の押圧力を越えるとそのドーム状部分が節度感を伴って反転動作すると同時に中央頂点部１１４Ａ下面が中央固定電極１１２に接触し、可動電極１１４を介して外側固定電極１１３と中央固定電極１１２との間が導通したスイッチオン状態となる。一方、その操作力を除くと、可動電極１１４の自己復元力によりドーム状部分が節度感を伴って元の押圧前の状態に復元すると同時に非導通のスイッチオフ状態となる。

特許第４４５７９１８号公報

しかしながら、例えば特許文献１に記載のプッシュスイッチ１００では、図９に示すように、固定電極である中央固定電極１１２及び外側固定電極１１３の端子形状が複雑になり、コストアップを招くという問題があった。
即ち、従来のプッシュスイッチ１００では、中央固定電極１１２及び外側固定電極１１３からの延設部分が、外部接続用の端子（外部端子）１１２Ａ，１１３Ａとして、スイッチケース１１１の対向する外側面１１１Ａ，１１１Ｂ下端からそれぞれ導出されている。そして、前記端子１１２Ａ，１１３Ａはその導出部の根元部から上方に向けて曲げられてＪベント（略Ｊ字曲げ）形状になされている。
そこで、端子形状が複雑なこれら中央固定電極１１２及び外側固定電極１１３を成形する際には、平板状の導電部材を所定の外形形状に打ち抜いた後、端子１１２Ａ，１１３Ａを複雑に折り曲げ形成する必要があり、成形金型が複雑になって製造コストが上昇してしまう。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、固定電極の製造コストを下げることにより安価なプッシュスイッチを提供することである。

本発明の上記目的は、上面に収容凹部を備え、底面が取付基板に取り付けられる絶縁ハウジングと、
前記収容凹部内に互いに離間して設けられた一対の固定電極と、
前記固定電極に対向するように前記収容凹部内に設けられたドーム状の弾性導電部材と、
前記収容凹部の開口を覆うように前記絶縁ハウジングに密着されたカバーシートと、を有し、
前記弾性導電部材が弾性変形することによって、前記弾性導電部材を介して前記一対の固定電極が導通するプッシュスイッチであって、
所定の外形形状を有する平板状の導電部材からなる前記固定電極が、前記絶縁ハウジングの底面側に凸形状に絞り形成された外部端子を有し、
外部回路と電気的に導通する前記外部端子が、前記絶縁ハウジングの底面にのみ露出されていることを特徴とするプッシュスイッチにより達成される。

尚、上記構成のプッシュスイッチにおいて、前記絶縁ハウジングの底面には、前記外部端子と前記取付基板との間に画成される空間を前記絶縁ハウジングの外周部に連通させるための凹部が設けられていることが望ましい。

また、上記構成のプッシュスイッチにおいて、前記外部端子と前記取付基板の外部回路とがはんだ接続される際には、前記外部端子の外側周囲部にはんだフィレットが形成されることが望ましい。

本発明に係るプッシュスイッチによれば、外部端子が絶縁ハウジングの底面にのみ露出するように、所定の外形形状を有する平板状の導電部材からなる固定電極の所定部位を凸形状に絞り形成するだけで、外部回路と電気的に導通する固定電極の外部端子を形成することができる。
そこで、固定電極の端子形状が単純な構造となり、複雑な成形金型を使用する必要がなくなるので、固定電極の製造コストを下げることができる。
従って、安価なプッシュスイッチを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るプッシュスイッチが実装された実装基板の部分斜視図である。 図１に示したプッシュスイッチのII−II断面矢視図である。 図１に示したプッシュスイッチの分解斜視図である。 図１に示したプッシュスイッチを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図である。 図２に示したプッシュスイッチにおけるＡ部の拡大断面図である。 図３に示した第１固定電極及び第２固定電極の全体斜視図である。 図４（ｄ）に示したプッシュスイッチを取付基板に実装した状態におけるＢ部の拡大図である。 従来技術に係るプッシュスイッチの分解斜視図である。 図８に示した中央固定電極及び外側固定電極の全体斜視図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るプッシュスイッチを詳細に説明する。
本実施形態に係る実装基板１０は、図１に示すように、後述する本実施形態のプッシュスイッチ１と、このプッシュスイッチ１が取り付けられる取付面９ａを備えた取付基板（例えば、プリント配線基板）９とを有する。尚、取付基板９の取付面９ａには、外部回路を構成する引き出し配線（図示せず）が形成されている。

本実施形態のプッシュスイッチ１は、図１乃至図４に示すように、上面２ｂに収容凹部２ａを備え、底面２ｃが取付基板９に取り付けられる絶縁ハウジング２と、収容凹部２ａ内に互いに離間して設けられた第１固定電極３及び第２固定電極４（一対の固定電極）と、これら第１固定電極３及び第２固定電極４に対向するように収容凹部２ａ内に設けられ、その開口面側に向かって凸状となるように配置されたドーム状のクリックバネ（弾性導電部材）６と、収容凹部２ａの開口を覆って絶縁ハウジング２の上面２ｂ及びクリックバネ６の上面を保護するように絶縁ハウジング２の上面２ｂに密着されたカバーシート７と、を有する。更に、プッシュスイッチ１の外周部分（外側面）１ａは、エポキシ系樹脂等のシール剤５により覆われて水密封止されている。

絶縁ハウジング２は薄い箱形の絶縁樹脂部材であり、その上面２ｂには収容凹部２ａが形成されている。収容凹部２ａは、その中に収容されるクリックバネ６の移動を規制するように、クリックバネ６の外形と略同様の平面視略長円形状に形成されている。

クリックバネ６は、図２及び図３に示すように、上部に凸状のドーム状をなしており、弾性変形が可能な導電性金属部材である。また、クリックバネ６の両端部は、収容凹部２ａに露出された第２固定電極４の一対の接触端子４ａと接触した状態で収容凹部２ａ内に配置されている。

このクリックバネ６に外部から何ら荷重が作用していない通常状態では、クリックバネ６の頂部は第１固定電極３の接触端子３ａから離間しており、第１固定電極３と第２固定電極４とは導通せず、プッシュスイッチ１はＯＦＦの状態である。
一方、クリックバネ６の頂部が下方に押圧された押圧状態では、クリックバネ６の頂部が第１固定電極３の接触端子３ａと接触するようにクリックバネ６が弾性変形し、クリックバネ６を介して第１固定電極３と第２固定電極４とが導通してプッシュスイッチ１はＯＮの状態となる。

カバーシート７は、クリックバネ６の上部に設けられた可撓性を有する絶縁性のフィルムである。クリックバネ６の頂部を押圧する際には、カバーシート７もクリックバネ６の変形に応じて弾性変形する。また、カバーシート７は、絶縁ハウジング２の収容凹部２ａの開口を覆うことで、絶縁ハウジング２の収容凹部２ａに外部から埃や水分等が侵入することを防止し、クリックバネ６や第１固定電極３及び第２固定電極４の腐食を防止している。このカバーシート７は、ポリイミド等の樹脂から形成することができる。カバーシート７の裏面は、接着層を介して絶縁ハウジング２の上面２ｂと接着されている。

また、カバーシート７の表面の略中央部分であって第１固定電極３の接触端子３ａに対応する位置には、操作用突起８が形成されている。操作用突起８は、カバーシート７の表面からクリックバネ６と反対側に突出するように設けられている。

クリックバネ６の頂部を押圧してプッシュスイッチ１をＯＮの状態にする場合、ボタン等の押圧面積の大きな押圧部材を用いて面積の小さい操作用突起８の先端部を介してクリックバネ６の頂部を押圧することで、押圧部材による押圧力を集中させてクリックバネ６の頂部に大きな応力を作用させることができる。
したがって、軽く押圧部材を押圧しても、操作用突起８で応力を集中させるので、確実にクリックバネ６を弾性変形させることができる。また、押圧部材とプッシュスイッチ１との相対位置が多少ずれても確実に押圧動作を実現させることができる。

本実施形態に係る第１固定電極３及び第２固定電極４は、図６に示すように、それぞれ収容凹部２ａに露出しクリックバネ６に接触可能な接触端子３ａ，４ａと、絶縁ハウジング２の底面２ｃにのみ露出して取付基板９に設けられた引き出し配線と接続される外部端子３ｂ，４ｂとを備える。

第１固定電極３は、上面視で略Ｔ字状の金属部材である。第１固定電極３は、収容凹部２ａの底面の中央に露出するように設けられた接触端子３ａと、接触端子３ａから延びて絶縁ハウジング２に潜り込む延設部分に設けられて絶縁ハウジング２の底面２ｃに露出する一対の外部端子３ｂとを有し、絶縁ハウジング２にインサート成形されている。

接触端子３ａは、絶縁ハウジング２の上面側に凸形状に絞り形成されており、クリックバネ６を押圧した際に、クリックバネ６の頂部が確実に接触端子３ａに接触するように構成されている。
外部端子３ｂは、絶縁ハウジング２の底面側に凸形状に絞り形成されており、プッシュスイッチ１が取付基板９に実装された際に、外部端子３ｂが取付面９ａに設けられた引き出し配線に近接するように構成されている。即ち、この外部端子３ｂの突出高さは、先端が絶縁ハウジング２の底面２ｃから突出しないように設定される。

第２固定電極４は、上面視で略Ｕ字状の金属部材である。第２固定電極４は、収容凹部２ａの底面上の周辺領域に露出するように設けられた一対の接触端子４ａと、各接触端子４ａから延びて絶縁ハウジング２に潜り込む連設部分に設けられて絶縁ハウジング２の底面２ｃに露出する一対の外部端子４ｂとを有し、絶縁ハウジング２にインサート成形されている。

接触端子４ａは、絶縁ハウジング２の上面側に凸形状に絞り形成されており、クリックバネ６の端部が確実に接触端子４ａに接触するように構成されている。
外部端子４ｂは、絶縁ハウジング２の底面側に凸形状に絞り形成されており、プッシュスイッチ１が取付基板９に実装された際に、外部端子４ｂが取付面９ａに設けられた引き出し配線に近接するように構成されている。即ち、この外部端子４ｂの突出高さは、先端が絶縁ハウジング２の底面２ｃから突出しないように設定される。

即ち、本実施形態の外部端子３ｂ及び外部端子４ｂは、これらが絶縁ハウジング２の底面２ａにのみ露出するように、所定の外形形状を有する平板状の導電部材からなる第１固定電極３及び第２固定電極４の所定部位を凸形状に絞り形成するだけで形成される。そこで、図６に示すように、第１固定電極３及び第２固定電極４の端子形状が単純な構造となり、複雑な成形金型を使用する必要がなくなるので、第１固定電極３及び第２固定電極４の製造コストを下げることができる。

従って、第１固定電極３及び第２固定電極４の製造コストを下げることにより、安価なプッシュスイッチ１を提供することができる。
尚、これら第１固定電極３及び第２固定電極４は、絶縁ハウジング２と共に一体的にインサート成形で形成されるので、プッシュスイッチ１がはんだ付けの際等に加熱されても第１固定電極３や第２固定電極４が変形する虞が少ない。

また、外部端子３ｂ及び外部端子４ｂは、底面側に凸の球面状に形成されており、取付基板９の取付面９ａとの間に鋭角の角度を持つ傾斜面（凹面）を備えた空間を形成する。そして、プッシュスイッチ１を取付基板９に取り付ける際には、図５に示すように、この鋭角の角度を有する傾斜面を備えた空間に、はんだの付着面積が大きなはんだフィレットＰを形成することができるので、はんだ付け強度が向上する。また、絶縁ハウジング２に横方向（絶縁ハウジング２の底面２ｃと平行な方向）の力が作用しても、外部端子３ｂ，４ｂの周囲に形成された凹面を有する円環状のはんだフィレットＰがこの力を支承するので、絶縁ハウジング２が取付基板９から脱落する虞が少ない。

そこで、本実施形態に係るプッシュスイッチ１を備えた実装基板１０は、取付基板９の取付面９ａに設けられた引き出し配線と、絶縁ハウジング２の底面２ｃにのみ露出された外部端子３ｂ，４ｂとをはんだ付けして電気的に導通することにより、上記プッシュスイッチ１が取付面９ａに実装される

図４及び図７に示すように、プッシュスイッチ１における絶縁ハウジング２の底面２ｃには、外部端子３ｂ及び外部端子４ｂと取付基板９の取付面９ａとの間にそれぞれ画成される空間を絶縁ハウジング２の外側面２ｄに連通させるための凹部２ｅが設けられている。
そこで、実装基板１０の実装工程においてはんだ付けする時には、図７に示すように、絶縁ハウジング２の側方からはんだフィレットＰが該空間に良好に形成されているか否かを観察することができる。したがって、はんだ付けの良否を絶縁ハウジング２の側方から簡単に確認することができるので、良品検査の効率を向上させることが出来る。なお、凹部２ｅの形状は、該空間をハウジング１の側方外側に連通させる形状であれば、どの様な形状でも良いことは勿論である。

また、本実施形態に係るプッシュスイッチ１によれば、第１固定電極３及び第２固定電極４の外部端子３ｂ，４ｂが、絶縁ハウジング２の底面２ｃ側に凸形状に絞り形成される。
そこで、第１固定電極３及び第２固定電極４を平板状の導電部材から所定の外形形状に打ち抜く際の金型移動方向と、外部端子３ｂ及び外部端子４ｂを絶縁ハウジング２の底面２ｃ側に凸形状に絞り形成する際の金型移動方向とが同方向となり、第１固定電極３及び第２固定電極４を効率よく成形加工することができる。

また、本発明に係るプッシュスイッチ１及び実装基板１０は、プッシュスイッチ１の外周部１ａがシール剤５により覆われて水密封止されているので、高い防水性能を備えることができる。

尚、本発明のプッシュスイッチに係る絶縁ハウジング、凹部、固定電極、外部端子、弾性導電部材、カバーシート及び取付基板等の構成部材は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、上面視略Ｔ字状の第１固定電極３と略Ｕ字状の第２固定電極４を用いたが、外部端子が絶縁ハウジングの底面にのみ露出される構成であれば固定電極の形状はこれに限らず種々の形状とすることができる。
また、外部端子の形状も球面状に限らず、略円錐状や略角錐状等の種々の形状を採り得ることは勿論である。

１ プッシュスイッチ、２ 絶縁ハウジング、２ａ 収容凹部、２ｂ 上面、２ｃ 底面、２ｄ 外側面、２ｅ 凹部、３ 第１固定電極（固定電極）、４ 第２固定電極（固定電極）、３ａ，４ａ 接触端子、３ｂ，４ｂ 外部端子、５ シール剤、６ クリックバネ（弾性導電部材）、７ カバーシート、９ 取付基板、９ａ 取付面、Ｐ はんだフィレット

Claims (3)

1. 収容凹部、および取付基板に取り付けられる底面を有する絶縁ハウジングと、
   第１部分が前記収容凹部内に配置された第１固定電極と、
   第１部分が前記収容凹部内に配置された第２固定電極と、
   前記収容凹部内に配置され、押圧されることにより弾性変形して前記第１固定電極と前記第２固定電極を導通する弾性導電部材と、
   前記収容凹部を覆うように配置された絶縁性のカバーと、
   を備えており、
   第１凹部と第２凹部が前記底面に形成されており、
   前記第１固定電極の第２部分は、前記第１凹部内において前記底面より突出することなく前記底面と直交する向きに前記カバーと対向する位置に配置され、かつ、前記底面に対して鋭角に傾斜する第１はんだ受け面を有するように絞り形成されており、
   前記第２固定電極の第２部分は、前記第２凹部内において前記底面より突出することなく前記底面と直交する向きに前記カバーと対向する位置に配置され、かつ、前記底面に対して鋭角に傾斜する第２はんだ受け面を有するように絞り形成されている、
   プッシュスイッチ。
2. 前記第１凹部と前記第２凹部は、それぞれ前記底面と交差する前記絶縁ハウジングの外側面に連通している、
   請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記第１はんだ受け面と前記第２はんだ受け面は、球面状に形成されている、
   請求項１または２に記載のプッシュスイッチ。

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