JP2008123905A - 電子部品の防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板上に設けた電気的機能部を確実に防水できるとともに、厚み寸法にバラツキが生じることもない電子部品の防水構造を提供する。
【解決手段】スイッチ３７を設けたフレキシブル回路基板３０上に弾性板５０を載置してスイッチ３７を覆い、弾性板５０のスイッチ３７を覆ったその周囲の上部にキートップ付き押え部材７０を設置し、突起８１によってキートップ付き押え部材７０とフレキシブル回路基板３０間を挟持することでスイッチ３７の防水を図るとともに、キートップ付き押え部材７０の弾性板５０に当接する弾性部材当接面７９から高さ調整部８３を突設し、高さ調整部８３を弾性板５０に設けた切り欠き５５を通して対向するフレキシブル回路基板３０上に当接する。
【選択図】図２

Description

本発明は電子部品の防水構造に関するものである。

従来、スイッチパターンや抵抗体パターン等の電気的機能部を形成した回路基板の周囲上面に電気的機能部を囲むように弾性体を載置し、弾性体の上面にケース等の押え部材を取り付けることで前記弾性体を回路基板と押え部材で挟持し、これによって電気的機能部の防水を行う場合があった。

しかしながら上記のように弾性体を挟持すると、弾性体の厚みはこれを挟持する回路基板と押え部材の間の挟持力によって変化してしまうため、弾性体を加えた回路基板と押え部材間の取付後の全体の厚み寸法にバラツキが生じてしまうという問題があった。上記問題を解決するには、例えば押え部材の弾性体の外周側に弾性体の外周を覆う側壁部を設け、側壁部の下端辺を回路基板に当接して両者間の厚み寸法を一定にする方法がある。しかしながらこの方法の場合、側壁部を設けなければならないので、その分外形寸法の小型化が阻害されるという問題があった。
特開２００１−１８５４０６号公報 特開２０００−１８２４６７号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、回路基板上に設けた電気的機能部を確実に防水できるとともに、厚み寸法にバラツキが生じることもなく、さらに外形寸法の小型化が図れる電子部品の防水構造を提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、電気的機能部を設けた回路基板上に弾性部材を載置して電気的機能部を覆い、前記弾性部材の前記電気的機能部を覆ったその周囲の上部に押え部材を設置し、挟持手段によって押え部材と回路基板間を挟持することで前記電気的機能部の防水を図るとともに、前記押え部材の弾性部材に当接する弾性部材当接面から又はこの弾性部材当接面に対向する回路基板側の面から高さ調整部を突設し、この高さ調整部を前記弾性部材に設けた開口又は切り欠きを通して、前記高さ調整部に対向する前記回路基板又は押え部材に当接することを特徴とする電子部品の防水構造にある。

本願請求項２に記載の発明は、前記挟持手段は、前記押え部材の弾性部材当接面から突出する突起を前記弾性部材と回路基板に通し、突起を回路基板の裏面側で取り付ける構造であり、前記高さ調整部は、前記押え部材の突起と一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の防水構造にある。

本願請求項３に記載の発明は、前記押え部材は、内部に上下動自在のキートップを具備し、このキートップによって前記弾性部材を介在して前記電気的機能部を押圧操作する構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の防水構造にある。

請求項１に記載の発明によれば、回路基板の電気的機能部を弾性部材で覆ってその上部に設置した押え部材と回路基板間を挟持することで電気的機能部の確実な防水を図った上に、高さ調整部を対向する回路基板又は押え部材に当接したので、弾性部材を加えた回路基板と押え部材間の取付後の全体の高さ寸法のバラツキを確実に防止できる。しかも高さ調整部は、押え部材の弾性部材当接面又はこの弾性部材当接面に対向する回路基板側の面に設けているので、高さ調整部によって電子部品の外形寸法が大きくなることはない。

請求項２に記載の発明によれば、高さ調整部を、挟持手段である押え部材の突起と一体に設けたので、押え部材と回路基板とを挟持手段で挟持した際に最も挟持力のかかる部分の高さ寸法精度を高くでき、これによって電子部品全体の高さ寸法精度をさらに向上することができる。

請求項３に記載の発明によれば、押え部材を利用して容易に前記電気的機能部を操作するキートップを設置することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかる電子部品の防水構造を適用した押圧式電子部品１を示す斜視図（但し押圧式電子部品１を覆うケース１００の記載を省略）、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は押圧式電子部品１を上側から見た分解斜視図、図４は押圧式電子部品１を下側から見た分解斜視図である。これらの図に示すように押圧式電子部品１は、基台１０上に、回路基板（以下この実施形態では「フレキシブル回路基板」という）３０と、弾性部材（以下この実施形態では「弾性板」という）５０と、押え部材（以下この実施形態では「キートップ付き押え部材」という）７０と、ケース１００とを設置して構成されている。以下各構成部品について説明する。なお以下の説明において、「上（上面）」とはこの押圧式電子部品１を操作する操作面側をいい、「下（下面）」とはその反対の面側をいうものとする。

基台１０は鉄やステンレスなどの板金製であり、所定位置に複数（５つ）の貫通する小孔からなる取付部１１を設けて構成されている。

フレキシブル回路基板３０は可撓性を有する合成樹脂フイルムの上面の略中央にスイッチパターン３１を設け、スイッチパターン３１の周囲の前記基台１０の各取付部１１に対向する位置に複数（５つ）の貫通する小孔からなる挿通部３３を設けて構成されている。合成樹脂フイルムとしてこの実施形態では熱可塑性のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フイルムを用いているが、それ以外の熱可塑性又は熱硬化性の各種合成樹脂フイルム、例えばポリフェニレンスルフイド（ＰＰＳ）フイルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フイルム等を用いてもよい。

スイッチパターン３１は中央の小円形の第１接点パターン３１ａと第１接点パターン３１ａを囲むリング状の第２接点パターン３１ｂとを具備し、第１，第２接点パターン３１ａ，３１ｂからそれぞれ図示しない回路パターンを引き出して構成されている。スイッチパターン３１上には弾性金属板をドーム形状に形成した反転板（以下この実施形態では「可動接点板」という）３５が取り付けられ、その際可動接点板３５の外周辺の少なくとも一部を第２接点パターン３１ｂに当接する。これらスイッチパターン３１と可動接点板３５によって電気的機能部であるスイッチ３７が構成される。

弾性板５０は弾性材（この実施形態では合成ゴム）を略矩形平板状に形成して構成されており、その一辺は半円弧状に突出するように形成されている。弾性板５０の略中央には上方向に向けて円形に突出することでその下面側に電気的機能部収納部５３を形成してなる突出部５１が設けられ、またその外周の前記フレキシブル回路基板３０の各挿通部３３に対向する位置にはその外周辺から切り欠かれてなる略舌片形状の切り欠き５５が複数（５つ）設けられている。

キートップ付き押え部材７０は合成樹脂の一体成形品であり、前記弾性板５０の上面外周近傍部分に前記突出部５１を囲むように設置されるリング状の押え部７１と、押え部７１の中央に形成される開口部分（以下「液滴浸入領域」という）７３に設置されるキートップ７５と、押え部７１とキートップ７５間を連結する屈曲した棒状の弾性を有するヒンジ部７７とを具備して構成されている。キートップ付き押え部材７０を構成する合成樹脂としてこの実施形態ではＡＢＳ樹脂を用いているが、他の各種合成樹脂を用いてもよい。前記押え部７１の外形形状とその寸法は、前記弾性板５０の外形形状とその寸法と略同一であり、押え部７１の下面はその全体が弾性部材当接面７９となっている。弾性部材当接面７９からは下方向に向かって複数本（５本）の円柱状の挟持手段である突起８１が突出している。各突起８１は前記弾性板５０の各切り欠き５５に対向する位置に各切り欠き５５及び前記フレキシブル回路基板３０の各挿通部３３及び前記基台１０の各取付部１１に挿入できる寸法に形成されている。各突起８１の根元部分の弾性部材当接面７９上には高さ調整部８３が突設されている。高さ調整部８３は、突起８１と弾性部材当接面７９の外周辺とにわたって、弾性部材当接面７９上を横切るように帯状に突出して形成されている。つまり高さ調整部８３は突起８１に一体に設けられている。高さ調整部８３の高さ寸法は弾性板５０の厚み寸法よりも少し短い寸法であり、その幅寸法（短手方向の幅寸法）は弾性板５０の対向する切り欠き５５の幅寸法とほぼ同じ寸法である。一方キートップ７５は略円柱状であって前記押え部７１の上面よりも上方向に突出しており、その下部外周にはヒンジ部７７を接続するつば部８７が設けられ、またその下面中央からは下方向に向かって柱状に押圧部８５が突設されている。

ケース１００は合成樹脂製の板を成形することで構成され、前記キートップ７５に対向する位置にこれを貫通する円形の開口１０１を設けている。

押圧式電子部品１の組み立て方法を説明する。まず予めフレキシブル回路基板３０のスイッチパターン３１上に可動接点板３５を取り付けておく。そしてキートップ付き押え部材７０の下面側に、弾性板５０とフレキシブル回路基板３０と基台１０とを設置し、その際キートップ付き押え部材７０の各突起８１を、弾性板５０の各切り欠き５５とフレキシブル回路基板３０の各挿通部３３と基台１０の各取付部１１に挿入する。このとき同時にキートップ付き押え部材７０の各高さ調整部８３を弾性板５０の各切り欠き５５に挿入する。これによってキートップ付き押え部材７０の弾性部材当接面７９はその面全体が弾性板５０の上面外周近傍上に当接する。そして前記基台１０とキートップ付き押え部材７０の押え部７１間を挟持することで前記弾性板５０を厚み方向に押圧・挟持してその厚みを若干薄くしてフレキシブル回路基板３０の上面にキートップ付き押え部材７０の各高さ調整部８３を当接し、この状態で各突起８１の先端を基台１０の下面で熱カシメして取り付ける。このとき各切り欠き５５はその内側側面方向（弾性板５０の平面方向）に若干伸び、突起８１の外周面に圧接する。このときの状態を図１，図２に示している。そしてキートップ付き押え部材７０の上面を覆うようにケース１００を被せ、その際ケース１００の開口１０１内にキートップ７５を挿入し、またケース１００の下面をキートップ付き押え部材７０の押え部７１の上面に当接し、この状態でケース１００と基台１０間を図示しない固定手段によって固定する。これによって押圧式電子部品１が完成する。

そして上記組み立てられた押圧式電子部品１において、キートップ７５を押圧すると、キートップ７５の押圧部８５によって弾性板５０の突出部５１の上面中央が押圧され、突出部５１の真下にある可動接点板３５が押圧されて反転し、その中央が第１接点パターン３１ａに当接して第１，第２接点パターン３１ａ，３１ｂ間を導通し、スイッチ３７がオンする。前記キートップ７５への押圧を解除すれば、可動接点板３５の弾性復帰力及びヒンジ部７７の弾性復帰力によってキートップ７５は元の位置に自動復帰し、スイッチ３７がオフする。

上記押圧式電子部品１は、フレキシブル回路基板３０とキートップ付き押え部材７０の押え部７１間に弾性板５０を挟持しているので、電気的機能部であるスイッチ３７の部分は確実に水密状に封止され、防水される。同時に挟持部材である突起８１によって弾性板５０を厚み方向に圧縮しているが、フレキシブル回路基板３０上の押え部７１の高さ寸法（ひいてはケース１００の高さ寸法）はフレキシブル回路基板３０の上面に高さ調整部８３が当接することによって決まるので、その高さ寸法にバラツキが生じることはなく、高さ寸法の正確な押圧式電子部品１が得られる。しかも高さ調整部８３は、押え部７１の弾性部材当接面７９に設けられているので、高さ調整部８３によって押圧式電子部品１の外形寸法が大きくなることもない。

また突起８１の先端に加熱手段を押し当てて熱カシメする際、高さ調整部８３をフレキシブル回路基板３０に当接して支持させるので、基台１０の下面側から加熱手段を押し付けるとき、基台１０が弾性板５０の弾性によって厚み方向に上下動することがなく、熱カシメを容易に行うことができる。

さらにこの実施形態によれば、高さ調整部８３を、挟持手段である突起８１に一体に設けたので、キートップ付き押え部材７０とフレキシブル回路基板３０とを突起８１によって挟持した際に最も挟持力のかかる部分の高さ寸法精度を高くでき、これによって押圧式電子部品１全体の高さ寸法の精度をさらに向上させることができる。即ち突起８１と高さ調整部８３とを離して設置しておくと、キートップ付き押え部材７０の材質によっては、突起８１によって挟持される部分の高さ寸法が高さ調整部８３の部分の高さ寸法よりも若干ではあるが短くなってしまう可能性がある。

そして上記押圧式電子部品１において、ケース１００の開口１０１から水などの液体が浸入してきた場合、この液体は押え部７１とキートップ７５の間の開口である液滴浸入領域７３内に浸入する。しかしながら前述のように弾性板５０はその全周囲の部分がフレキシブル回路基板３０と押え部７１とによって挟持されて水密状となっているので、弾性板５０と押え部７１の間からその外方に向けて液体が浸入して行くことはない。またケース１００下面の開口１０１の周囲の部分は押え部７１の上面に当接しているので、この部分を通って押え部７１の外方へ液体が漏れ出ることもない。但しこの部分はこの実施形態では弾性材を介在していないので完全防水ではなく、防滴構造となる。ここで防滴構造とは、完全防水ではないが、ある程度液体の侵入を防ぐ構造をいう。つまりケース１００とフレキシブル回路基板３０の間の押え部７１の外側の空間は、防滴領域となっている。なおもしこの防滴領域に液体が浸入して押え部７１の外側のフレキシブル回路基板３０上に液体が付着したとしても、フレキシブル回路基板３０と押え部７１の間に弾性板５０を挟持して防水しているので、この液体がスイッチ３７の部分に浸入することはない。

以上説明したように押圧式電子部品１は、電気的機能部であるスイッチ３７を設けたフレキシブル回路基板３０上に弾性板５０を載置してスイッチ３７を覆い、弾性板５０のスイッチ３７を覆ったその周囲の上部にキートップ付き押え部材７０を設置し、挟持手段である突起８１によってキートップ付き押え部材７０とフレキシブル回路基板３０間を挟持することでスイッチ３７の防水を図るとともに、キートップ付き押え部材７０の弾性板５０に当接する弾性部材当接面７９から高さ調整部８３を突設し、この高さ調整部８３を弾性板５０に設けた切り欠き５５を通して、前記高さ調整部８３に対向するフレキシブル回路基板３０に当接する構成とすることで押圧式電子部品１の高さ寸法のバラツキを防止し、同時に高さ調整部８３によって押圧式電子部品１の外形寸法が大きくならないように構成している。

また押圧式電子部品１は、挟持手段としてキートップ付き押え部材７０の弾性部材当接面７９から突出する突起８１を弾性板５０とフレキシブル回路基板３０に通し、突起８１をフレキシブル回路基板３０の裏面側で取り付ける構造とし、その際高さ調整部８３をキートップ付き押え部材７０の突起８１と一体に設けており、これによって前述のように押圧式電子部品１の高さ寸法の精度をさらに向上している。

またこの押圧式電子部品１は、キートップ付き押え部材７０の内部に上下動自在に設置したキートップ７５によって弾性板５０を介在して電気的機能部であるスイッチ３７を押圧操作する構造としており、キートップ付きの押圧式電子部品１の防水に好適な構造となっている。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば上記実施形態では高さ調整部８３をキートップ付き押え部材７０の弾性部材当接面７９に設けたが、逆に高さ調整部をこの弾性部材当接面７９に対向するフレキシブル回路基板３０側の面から突出して設け、その先端を弾性部材当接面７９に当接してもよい。この実施形態で言えば、基台１０上に高さ調整部を設け、フレキシブル回路基板３０及び弾性板５０にそれぞれ設けた切り欠き又は開口を介してその先端を弾性部材当接面７９に当接することとなる。

また上記実施形態では弾性板５０に切り欠き５５を設けたが、切り欠きの代りに貫通孔からなる開口としてもよい。その場合、開口を高さ調整部が貫通することとなる。また上記実施形態では電気的機能部をスイッチ３７としたが、スイッチ以外の各種電気的機能部としても良い。ここで電気的機能部とは、少なくとも電気回路を具備して電気的出力が得られる部分をいう。また上記実施形態では回路基板としてフレキシブル回路基板３０を用いたが、硬質の回路基板であっても良い。その場合、基台１０は省略してもよい。また上記実施形態では弾性板５０を板状に形成したが、必ずしも板状でなくてもよい。また上記実施形態ではキートップ付き押え部材７０として、押え部７１の中央の液滴浸入領域７３にキートップ７５を設置したが、電気的機能部の種類や構造によっては、キートップ７５を必ずしも設置する必要はない。また上記実施形態では挟持手段として突起８１を用いたが、他の各種挟持手段であっても良い。また上記実施形態では、高さ調整部８３をキートップ付き押え部材７０の突起８１に一体に設けたが、場合によっては突起８１と離間した位置に設けてもよい。

本発明を適用した押圧式電子部品１の斜視図（但しケース１００の記載を省略）である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 押圧式電子部品１を上側から見た分解斜視図である。 押圧式電子部品１を下側から見た分解斜視図である。

符号の説明

１ 押圧式電子部品（電子部品）
１０ 基台
３０ フレキシブル回路基板（回路基板）
３１ スイッチパターン
３５ 可動接点板
３７ スイッチ（電気的機能部）
５０ 弾性板（弾性部材）
５３ 電気的機能部収納部
５５ 切り欠き
７０ キートップ付き押え部材（押え部材）
７１ 押え部
７３ 液滴浸入領域
７５ キートップ
７９ 弾性部材当接面
８１ 突起（挟持手段）
８３ 高さ調整部
１００ ケース
１０１ 開口

Claims (3)

1. 電気的機能部を設けた回路基板上に弾性部材を載置して電気的機能部を覆い、
   前記弾性部材の前記電気的機能部を覆ったその周囲の上部に押え部材を設置し、挟持手段によって押え部材と回路基板間を挟持することで前記電気的機能部の防水を図るとともに、
   前記押え部材の弾性部材に当接する弾性部材当接面から又はこの弾性部材当接面に対向する回路基板側の面から高さ調整部を突設し、この高さ調整部を前記弾性部材に設けた開口又は切り欠きを通して、前記高さ調整部に対向する前記回路基板又は押え部材に当接することを特徴とする電子部品の防水構造。
2. 前記挟持手段は、前記押え部材の弾性部材当接面から突出する突起を前記弾性部材と回路基板に通し、突起を回路基板の裏面側で取り付ける構造であり、
   前記高さ調整部は、前記押え部材の突起と一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の防水構造。
3. 前記押え部材は、内部に上下動自在のキートップを具備し、このキートップによって前記弾性部材を介在して前記電気的機能部を押圧操作する構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の防水構造。

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