JP2009193770A - 押釦スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 落下等による大きな衝撃がかかった場合であっても破壊やマザーボード上からの剥離に至ることなく、また、マザーボード上へ表面実装する際の実装スペースを抑えることのできる押釦スイッチを提供することである。
【解決手段】 固定接点及び可動接点からなるスイッチ部が形成されたベース部２２と、このベース部２２上を覆い、一側面に開口部４２を有するカバー体２４と、前記開口部４２内を水平方向にスライドさせて、前記可動接点を下方に向けて押圧するスイッチ操作部材２５とを備えた押釦スイッチ２１において、前記カバー体２４には、前記スイッチ操作部材２５のスライド方向と直交する左右側に前記ベース部の側面に沿って下方に延びる側板部３６が形成され、この側板部３６の下端部には前記ベース部２２の下面に設けられた半田パッド部４１に隣接してカバー固定部３８が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話機等の小型デジタル機器に設けられる横押しタイプの押釦スイッチに関するものである。

従来の一般的な横押しタイプの押釦スイッチは、特許文献１，２に示されるように、固定接点及び可動接点からなるスイッチ部が形成されたベース部と、このベース部上を覆い、一側面に開口部を有するカバー体と、前記開口部内を水平方向にスライドさせて、前記可動接点を下方に向けて押圧するスイッチ操作部材とを備えて構成されている。前記ベース部は、平板状の回路基板やリードフレームがインサート成形された成形品によって構成され、裏面側に前記固定接点や可動接点と導通接続する半田パッド部が複数設けられている。また、前記カバー体には、可動接点の中央部に向けて傾斜した傾斜ガイド部が設けられており、前記スイッチ操作部材を押し込むことによって、このスイッチ操作部材の先端部が傾斜ガイド部に突き当たり、下方にガイドされることで可動接点が固定接点に押し込まれる。このように、前記スイッチ操作部材の水平方向のスライド動作が前記傾斜ガイド部を介し、バネ性を有した可動接点に伝達することで固定接点とのオン・オフを行うようになっている。

上記構成からなる押釦スイッチは、カバー体をスイッチ部が形成されているベース部上に載置して接合するか、前記ベース部が実装されるマザーボード上に直接半田接合することによって固定している。また、このような押釦スイッチを搭載する携帯電話機などの小型デジタル機器は薄型化も要求されているため、実装の厚み幅を抑えた表面実装方式が多く採用されている。この表面実装に際しては、リフロー処理によって押釦スイッチのマザーボードへの固定と電気的導通とを同時に行うようになっている。
特開２００６−２４４９７７号公報 特開２００５−２０９５６５号公報

上記構成による横押しタイプの押釦スイッチは、その構成上、スイッチ部のオン・オフ操作に伴う外圧がカバー体の上方に向けて作用するため、カバー体の強度を前記スイッチ部が構成されているベース部やマザーボードに対してある程度高める必要がある。また、このような横押しタイプの押釦スイッチは、携帯電話機をはじめとする小型のデジタル機器の側面操作スイッチに多く採用されているが、携帯して使用する場合が多いため、不意の落下や物にぶつけたりしたような強い衝撃や圧迫などによって、スイッチ機能の不具合や物理的な破壊を引き起こしやすい。このような破壊は、最初にスイッチ操作部材のスライド方向に面したカバー体の剥離から進行し、その後にスイッチ部が形成されているベース部に至るケースが多い。したがって、携帯電話機等の側面に露出するスイッチ操作部近傍の強度を特に高める必要がある。

また、前記押釦スイッチは、マザーボード上に表面実装されるため、リフロー処理によって半田接合される場合が多い。このようなリフロー処理にあっては、半田接合部分の広さに比例して接合強度が高くなる傾向にある。このため、従来は、カバー体のベース部との固定部分における半田接合幅を多くとるなどの処置を施していたが、逆に半田接合幅を大きく取りすぎると、携帯電話機などの外形寸法が大きくなったり、複数の押釦スイッチを隣接して配置できなくなったりするなどのサイズの制約が厳しくなる。特に、前記ベース部がリードフレームをインサートして形成されている場合は、電極のサイズが予め規定されているため、半田接合部分を広く確保するのは容易ではない。

また、カバー体をベース部に設けられている半田パッド部とは別の領域（スイッチ操作部材のサイドや後方）に設けることでカバー体単独での接合強度アップを図るように構成されているものもある。しかしながら、このようなカバー体とベース部との接合箇所がずれていると、スイッチ部をオン・オフさせるような通常の操作では問題が生じないが、落下等による大きな外圧が前記スイッチ操作部材側にかかると、最初の衝撃が前記カバー体あるいはベース部のいずれか一方に集中する場合がある。その結果、最初に大きな衝撃が集中した箇所の接合部分が破壊され、その後に他方の接合箇所の破壊が進行して全体的な破壊に至ることとなる。このため、最小の接合スペースに抑えながら、十分な耐衝撃性を有した横押しタイプの押釦スイッチの構成は困難なものとなっていた。

そこで、本発明の目的は、落下等による大きな衝撃がかかった場合であっても破壊やマザーボード上からの剥離に至ることなく、また、マザーボード上へ表面実装する際の実装スペースを抑えることのできる横押しタイプの押釦スイッチを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の押釦スイッチは、固定接点及び可動接点からなるスイッチ部が形成されたベース部と、このベース部上を覆い、一側面に開口部を有するカバー体と、前記開口部内を水平方向にスライドさせて、前記可動接点を下方に向けて押圧するスイッチ操作部材とを備えた押釦スイッチにおいて、前記カバー体には、前記スイッチ操作部材のスライド方向と直交する左右側に前記ベース部の側面に沿って下方に延びる側板部が形成され、この側板部の下端部には前記ベース部の下面に設けられた半田パッド部に隣接してカバー固定部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る押釦スイッチによれば、スイッチ部が形成されているベース部の下面に設けられている半田パッド部と、前記ベース部上を覆うカバー体に設けられているカバー固定部とが隣接しているため、実装するマザーボード等の同一マウント領域上に前記半田パッド部とカバー固定部を同時に半田接合することができる。これによって、前記半田パッド部とカバー固定部との接合がより強固となり、落下等による大きな外圧がスイッチ操作部材にかかった場合でも容易に前記ベース部やカバー体が分離したり、マザーボード上から剥離したりするおそれがない。

また、前記カバー固定部がマザーボードのマウント領域上に前記半田パッド部と共に接合されるため、マザーボードのマウント領域上にカバー固定部を大きく張り出さなくても十分な接合強度が得られる。これによって、押釦スイッチの実装スペースを大幅に削減することが可能となる。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る押釦スイッチの実施形態を詳細に説明する。ここで、図１は前記押釦スイッチを斜め上方からみた斜視図、図２は斜め下方からみた斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

本発明の押釦スイッチ２１は、図１乃至図３に示されるように、各種電子部品が実装されるマザーボード２０上の所定のマウント領域上に実装配置されるベース部２２と、このベース部２２上を覆うカバー体２４と、前記ベース部２２上を側面方向からスライド可能に取り付けられるスイッチ操作部材２５とを備えて構成されている。この押釦スイッチ２１は、前記スイッチ操作部材２５の押圧面３２が携帯電話機等のケース側面に露出するように、前記マザーボード２０上に表面実装される。

図４は前記押釦スイッチ２１を構成するための部品構成を示したものである。ベース部２２は、中央部に固定接点２３ａが形成された四角形状の基板２６と、この基板２６の外周部を囲うように配置され、前記固定接点２３ａを中心にして円形状に露出するベースシート２７と、前記固定接点２３ａ上に配置される可動接点２３ｂと、この可動接点２３ｂ上を覆う防水性の保護シート２８と、後述するスイッチ操作部材２５をスライド可能に配置するための収容部を有するモールド枠３０とで構成されている。

前記基板２６は、ガラスエポキシ等の樹脂材からなり、表面に前記固定接点２３ａ及び可動接点２３ｂからなるスイッチ部２３を中心としたスイッチ回路や配線パターンが形成され、この表面から裏面にかけてスルーホール電極４０が設けられている。このスルーホール電極４０は、前記基板２６の四隅に形成されている。また、基板２６の裏面側には、前記スルーホール電極４０をマザーボード２０上に形成されている電極パターン上に実装させるための半田パッド部４１が設けられている。この半田パッド部４１は、金属メッキされた部分であり、スルーホール電極４０と導通するように、前記基板２６の四隅に対して四角形状の所定のマウント領域を有して形成される。

前記基板２６上に形成されるスイッチ部２３は、前述したように、固定接点２３ａと、この固定接点２３ａの上方を覆うドーム型の可動接点２３ｂとで構成されている。この可動接点２３ｂは、導電性を有した板状バネであり、薄く弾力性を有したステンレス（ＳＵＳ）や黄銅等の金属材料で形成されている。この可動接点２３ｂは、中央部が前記固定接点２３ａと接触する部分となっており、通常の状態で固定接点２３ａに接触しないように上方に僅かに膨らんだ状態に成形され、前記ベースシート２７によって基板２６の中央部に位置決めされる。

スイッチ操作部材２５は、前記モールド枠３０の収容部内にスライド可能に組み込まれるプランジャ３１によって構成され、一端面がモールド枠３０の外側に露出する押圧面３２となっている。また、前記プランジャ３１の前記モールド枠３０内に挿入される本体部分には前記押圧面３２から延び、中央部に向けた端部がフリーとなる押圧バー３３が設けられている。この押圧バー３３は、前記押圧面３２からのモールド枠３０内への押し込み動作によって、フリーとなっている端部の突起３４が前記可動接点２３ｂの中央部に当接するようになっている。

カバー体２４は、前記プランジャ３１をスライド可能に収容するモールド枠３０の上方を覆い、ベース部２２と共にマザーボード２０上に固定される。このカバー体２４は、前記プランジャ３１が挿入される開口部４２と、プランジャ３１の上方を覆う天板部３５と、この天板部３５から前記モールド枠３０の側面に沿いながら下方に延びる側板部３６と、モールド枠３０に係合固定させるための複数の係合部３７と、前記側板部３６の下端から基板２６の外方向に折れ曲がるカバー固定部３８とで一体に構成され、金属板を打ち抜いたり、折り曲げたりして形成される。さらに、前記天板部３５には、前記可動接点２３ｂの中央部に向けて一部が傾斜した傾斜ガイド部３９が設けられている。この傾斜ガイド部３９は、スイッチ部２３をオンする際に、前記押圧面３２から水平方向に押し込まれたプランジャ３１の押圧バー３３の先端部分を下方の可動接点２３ｂに向けて押圧するために設けられている。

前記押釦スイッチ２１は、マザーボード２０上の所定のマウント領域上に前記半田パッド部４１を下にしたベース部２２を位置決め載置し、リフロー工程によって半田接合される。

上記構成からなる横押しタイプの押釦スイッチ２１において、本発明の特徴的なところは、図２，図５及び図６に示すように、前記カバー体２４に設けられているカバー固定部３８がベース部２２の前面側に形成されている半田パッド部４１と隣接するように設けられている点にある。さらには、前記カバー固定部３８が半田パッド部４１の外側に前記スイッチ操作部材２５のスライド方向と直交する方向に水平に延びて隣接させている点にある。このように、前記ベース部２２の半田パッド部４１とカバー体２４のカバー固定部３８を隣接させることで、マザーボード２０上のマウント領域Ｍに前記半田パッド部４１とカバー固定部３８とを同時に接合固定することができ、スイッチ操作部材２５の押圧方向から大きな外圧がかかった場合でもカバー体２４やベース部２２の破損やマザーボード２０からの剥離を防止することが可能となる。

以下、図３，図７及び図８に基づいて、前記構造の押釦スイッチ２１における通常状態のオン操作ならびに落下等による大きな衝撃がかかった場合の作用効果について説明する。ここで、図３はスイッチ部がオフの状態、図７はスイッチ部がオン状態の状態を示したもので、通常のスイッチ操作によるものである。一方、図８は落下等によって、スイッチの操作側から大きな外圧がかかった場合の断面状態を示したものである。

図３に示したように、スイッチ操作部材２５がスイッチ部２３に向けて押し込まれていない状態にあっては、押圧バー３３の先端部分がカバー体２４の傾斜ガイド部３９に当接しているが、スイッチ部２３の可動接点２３ｂが押し込まれていないので、ベース部２２とカバー体２４のいずれにも外力がかからない。この状態から図７に示すように、スイッチ操作部材２５の押圧面３２を押し込むと、スイッチ操作部材２５の先端部がカバー体２４に設けられている傾斜ガイド部３９に沿って下降し、バネ性を有した可動接点２３ｂを固定接点２３ａに向けて押し下げる。この動作によって、カバー体２４には前記可動接点２３ｂからの反発力が作用するが、前記カバー体２４に備わるカバー固定部３８を介してマザーボード２０上に接合されているため、通常のオン・オフ操作を安定して行うことができる。

落下等によって、通常のオン・オフ操作による押圧力を超えるような過大な外圧Ｆが押圧面３２にかかった場合は、図８に示されるように、前記押圧面３２がベース部２２の縁部２２ａやカバー体２４の縁部２４ａに衝突する。このような大きな外圧Ｆが側面方向からかかると前記ベース部２２やカバー体２４のマザーボード２０とのマウント領域Ｍに大きなストレスがかかることとなり、従来の接合構造では押釦スイッチ２１のマザーボード２０から剥離するケースが多かった。これは、従来の押釦スイッチではベース部とカバー体とのマザーボード２０上への接合箇所がずれていたため、前記外圧Ｆによる衝撃力がベース部又はカバー体のいずれか一方に集中してしまうからである。しかしながら、本発明の押釦スイッチ２１では、前述したように、ベース部２２の半田パッド部４１に隣接するようにカバー体２４のカバー固定部３８が設けられ、さらには、このカバー固定部３８がマザーボード２０上に設定されるマウント領域Ｍ上に前記半田パッド部４１と共に半田接合される。これによって、図８に示したような方向からの過大な外圧Ｆが加わった場合には、前記ベース部２２やカバー体２４の一方に偏ることがなく、前記マウント領域Ｍ全体で受けることができる。特に、前記マウント領域Ｍは、半田パッド部とカバー固定部とを合わせた平面スペースを有しているので、半田の塗布量を多く設定することができ、機械的な接合強度を高く維持することができる。また、このマウント領域Ｍは押釦スイッチ２１とマザーボード２０との電気的な接続部分でもあるので、導通性が高まり、安定したスイッチ機能を長期に亘って維持することができる。

図５及び図６に示したように、前記カバー固定部３８が前記スイッチ操作部材２５のスライド方向に対して直交する方向に位置することで、押圧面３２から大きな外圧が加わった際のストレスを横方向に逃がすことができ、カバー体２４やベース部２２のマザーボード２０からの浮き上がり等による破損を最小限に抑えることができる。

また、前記カバー固定部３８が半田パッド部４１と共に一つのマウント領域Ｍ上に半田接合されることで、カバー体２４とベース部２２の接合位置が一致するため、両者の接合強度がより強固となる。これによって、前記カバー固定部３８のベース部２２からの突出幅を大きくしなくても十分な強度を保持することができる。さらに、押釦スイッチ２１のマザーボード２０への実装スペースを抑えることができ、搭載される携帯電話機等の小型化や複数の機能を有したスイッチ類を高密度に搭載可能となる。

本実施形態では、上記押釦スイッチ２１の中で最も衝撃による影響を受けやすい押圧面３２側からの固定強度を高めるため、前記カバー体２４に設けられるカバー固定部３８がベース部２２の前方側に設けられている一対の半田パッド部４１に隣接して配置されるように構成した。このような押釦スイッチ２１にあって、さらに固定強度を高める場合は、前記ベース部２２の後方側に設けられている一対の半田パッド部４１にも隣接して配置されるようなカバー固定部を設けてカバー体を構成することもできる。

前述したように、前記カバー体の固定部の裏面は、スイッチベース部の半田パッド部と共に半田接合されるため、前記固定部の裏面側に予め半田メッキを施すことによってリフロー工程における接合が容易となる。

上記実施形態の押釦スイッチ２１では、ベース部２２が土台となるエポキシ樹脂製の基板２６上にスイッチ部やスイッチ操作部材を収容するモールド枠を組み合わせて構成したが、前記基板２６の代わりにスイッチ部を構成する固定接点やマザーボード上に載置される外部接続端子を有するリードフレームを用い、このリードフレームをインサートすることによって成形された成形ベース部を用いて構成することもできる。なお、このようなリードフレームを基に形成された成形ベース部を使用する場合にあっても、リードフレームの外部接続端子に相当する部分に隣接するようなカバー固定部を備えたカバー体を組み合わせることで、前記押釦スイッチ２１と同様なマザーボードとの接合強度を備えることが可能である。

本発明に係る押釦スイッチを上方からみた斜視図である。 上記押釦スイッチを下方からみた斜視図である。 上記押釦スイッチのＡ−Ａ断面図である。 上記押釦スイッチの分解斜視図である。 上記押釦スイッチをマザーボードの表面側からみた平面図である。 上記押釦スイッチをマザーボードの裏面側からみた平面図である。 上記押釦スイッチにおける通常のオン操作時の状態を示す作用図である。 上記押釦スイッチに大きな外圧がかかった際の状態を示す作用図である。

符号の説明

Ｍ マウント領域
Ｆ 外圧
２０ マザーボード
２１ 押釦スイッチ
２２ ベース部
２２ａ 縁部
２３ スイッチ部
２３ａ 固定接点
２３ｂ 可動接点
２４ カバー体
２４ａ 縁部
２５ スイッチ操作部材
２６ 基板
２７ ベースシート
２８ 保護シート
３０ モールド枠
３１ プランジャ
３２ 押圧面
３３ 押圧バー
３４ 突起
３５ 天板部
３６ 側板部
３７ 係合部
３８ カバー固定部
３９ 傾斜ガイド部
４０ スルーホール電極
４１ 半田パッド部
４２ 開口部

Claims (4)

1. 固定接点及び可動接点からなるスイッチ部が形成されたベース部と、このベース部上を覆い、一側面に開口部を有するカバー体と、前記開口部内を水平方向にスライドさせて、前記可動接点を下方に向けて押圧するスイッチ操作部材とを備えた押釦スイッチにおいて、
   前記カバー体には、前記スイッチ操作部材のスライド方向と直交する左右側に前記ベース部の側面に沿って下方に延びる側板部が形成され、この側板部の下端部には前記ベース部の下面に設けられた半田パッド部に隣接してカバー固定部が設けられていることを特徴とする押釦スイッチ。
2. 前記カバー固定部は、前記側板部の下端部から外方に向けて突出している請求項１記載の押釦スイッチ。
3. 前記カバー固定部は、マザーボードに設けられるマウント領域上に前記ベース部の半田パッド部と共に半田接合される請求項１又は２記載の押釦スイッチ。
4. 前記カバー固定部は、前記ベース部の少なくとも前記スイッチ操作部材のスライド操作側に設けられている半田パッド部に隣接して配置される請求項１乃至３のいずれかに記載の押釦スイッチ。

Images