JP2013026205A - 接触部材 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな動作ストロークを必要とする電気機器の操作部に用いられ、電気機器に組み入れられる電気回路基板に実装することでスイッチの一部構成として働き、僅か２つの部品で大きな動作ストローク、安定した接触状態を有するスイッチを構成することとなる接触部材の提供。
【解決手段】底板と側壁とによって収容部が形成された導電性を有するケースと弾性変形可能な押圧部材からなり、前記底板は開口部を有し、前記押圧部材は、前記収容部に載置される台座部と、外部からの押圧力が作用する作用部と、前記台座部と前記作用部とを連続させる変形部で構成することにより、前記作用部に外部からの押圧力が加わることにより前記変形部が変形し、前記作用部が下方向へ変位し、大きな動作ストロークが得られることを可能にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気回路基板に実装されることによってスイッチが構成されることとなる接触部材に関するものであり、導電性を有するケースと弾性変形可能な押圧部材とからなるものである。

大きな動作ストロークを必要とする操作部に用いられるスイッチには図８に示すようなスイッチ１００がある。スイッチ１００は、開口部に接触面が露出した導電性を有するターミナル００２を一体成形したモールド材料からなるハウジング００１と、ターミナル００２に外周部が載置された際に中央部の舌片がターミナル００２から離間するように形成された接触片００３と、接触片００３に台座部が載置され上部に押圧力を受ける作用部が形成された内側が中空のすり鉢状の弾性体００４と、ハウジング００１に上下方向に摺動可能に嵌合されたキーステム００５とからなり、操作時には、キーステム００５の天面に押圧力が加わることにより弾性体００４の作用部が下方向に大きなストロークで変位し、接触片００３の舌片を押すこととなり、これによって接触片００３を介してハウジング００１に一体成形された中央接点を有するターミナルと中央接点の外側に外側接点を有するターミナルとが電気的に短絡しスイッチがＯＮ状態となるものである。

特許４２０９２２２号公報

しかしながら、このような従来のスイッチ１００においては、ＯＮ−ＯＦＦ動作を成すスイッチ単品としての物流が可能であるものの、スイッチ１００を電気機器に組み込む際には、スイッチ１００を実装するための電気回路基板（図示せず）およびキーステム００５を押すためのキートップ（図示せず）は必ず必要となる。またスイッチ１００はターミナル００２を一体成形したハウジング００１、接触片００３、弾性体００４、キーステム００５といった５点もの部品からなり、大きな部品コスト、組み立てコストが生じるものである。また動作ストロークが大きいが故にハウジング００１とキーステム００５との摺動距離も大きくなり、塵埃等によりこの摺動動作が妨げられ易いという問題点を有するものであった。

そこで本発明は上述の問題を鑑み、少ない部品点数で構成され、且つ大きな動作ストロークをもってしてもスムーズな動作が可能であり、また物流においても問題なく、さらに電気機器に組み入れる際においても従来のスイッチ１００同様、実装するための電気回路基板およびキートップのみを必要とすることでＯＮ−ＯＦＦ動作が可能となるスイッチを構成することが出来る接触部材を提供することを目的としたものである。

この従来の問題を解決するために、請求項１記載の接触部材は、底板と側壁とによって収容部が形成された導電性を有するケースと、導電性を有する弾性変形可能な押圧部材と、からなる接触部材において、前記底板には開口部が形成され、前記押圧部材は、前記底板に載置される台座部と、外部からの押圧力が加えられ前記開口部に臨む位置に接点部が形成された動作部と、前記台座部から延出し前記動作部へと連続する変形部とを有し、前記動作部に押圧力が加わることにより前記変形部が変形し、前記接点部が開口部を経て前記収容部の外側に突出可能となることを特徴とするものである。

請求項２記載の接触部材は、請求項１の構成に加え、前記側壁は、上端部が内側に折り返された折り返し部を形成し、該折り返し部によって押圧部材の収容部への収容状態が維持されることを特徴とするものである。

請求項３記載のスイッチ機構は、請求項１又は請求項２の構成に加え、前記底板には外側へ突出した実装用はんだ付け部が形成されていることを特徴とするものである。

請求項４記載のスイッチ機構は、請求項１、２又は請求項３の構成に加え、前記底板の前記収容部とは反対側の面には絶縁処理が施されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によると、収容部が形成された導電性を有するケースと弾性変形可能な押圧部材との２点のみの部品によって接触部材が構成されるため、部品コスト、組立コストを小さくすることが可能であり、また押圧部材のストロークが容易に大きくできることにより動作ストロークを大きくすることが容易に可能で、動作ストロークの設定も自在に出来る。また、本接触部材を実装するための電気回路基板および押圧するためのキートップを電気機器に備えることのみで、ＯＮ−ＯＦＦ動作が行なえるスイッチを構成することが可能である。

請求項２の発明によると、側壁の上端部が内側に折り返されていることにより、押圧部材の台座部が折り返し部分を越えて収容部の外側に出ることが出来なくなり、これによって物流等において押圧部材が収容部から脱落する等の事故を防ぐことが可能となる。

請求項３の発明によると、底板に外側へ突出した実装用はんだ付け部を形成することにより、押圧部材が収容された収容部へはんだ付け実装時に発生するフラックスが侵入することを防ぐことができ、また実装用はんだ付け部へはんだ付けする際においてはんだフィレット形成が確実にでき、大きな実装強度を得ることが可能となる。

請求項４の発明によると、底板の収容部とは反対側の面、つまり底板の電気回路基板側の面に絶縁処理が施されているため電気回路基板の電気回路パターンに絶縁処理を施す必要がなくなり、自由度の大きな電気回路パターンの引き廻しが可能となる。

本発明に係る接触部材の正面斜視図 本発明に係る接触部材の分解正面斜視図 本発明に係る接触部材と電気回路基板の分解正面斜視図 本発明に係る接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図 図４のａ−ａ線における断面図 本発明に係る接触部材が押圧力により動作された状態での図４のａ−ａ線における断面図 本発明に係るその他の接触部材の実施例についての分解正面斜視図 従来のスイッチの分解斜視図

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図７は本発明の実施の形態を示したものであり、図１は本発明に係る接触部材の正面斜視図、図２は本発明に係る接触部材の分解正面斜視図、図３は本発明に係る接触部材と電気回路基板の分解正面斜視図、図４は本発明に係る接触部材を電気回路基板に実装した状態の正面斜視図、図５は図４のａ−ａ線における断面図、図６は本発明に係る接触部材が押圧力により動作された状態での図４のａ−ａ線における断面図、図７は本発明に係るその他の接触部材の実施例についての分解正面斜視図である。接触部材０１は、ケース１０、押圧部材３０とからなる。

ケース０１は、導電性金属板を加工したものであり、円形状の底板１１には、ほぼ同心円状に空いた開口部１２が形成され、底板１１の外周からはほぼ垂直方向に立ち上がる側壁２０が形成され、この側壁２０と前述の底板１１とによって略円筒状の空間を有する収容部１８が形成される。ここで側壁２０の上端部は収容部１８の内側方向へ折り返され側壁２０との角度を９０度未満とする折り返し部１９が形成される。さらに側壁２０には、立ち上がりの起点である底板１１から上方が切り欠かれた切り欠き部２２が形成され、切り欠き部２２においては底板１１から底板１１と同一平面で形成され収容部１８の外側へ延出する実装用はんだ付け部２１が形成される。また、底板１１の開口部１２の周囲には、後述の押圧部材３０の位置を維持するために上方に凸状に形成された環状位置決め凸部１６が形成される。

押圧部材３０は導電性を有するラバー等の弾性材料からなり、一定肉厚を有しケース１０の底板１１の外形よりも僅かに小さな外形を有する円環状に形成された台座部３１と、上面に平面状の押圧面３６を有する略円筒状の作用部３２と、が薄肉で形成された変形部３３によって連結されており、全体の形状として、すり鉢状の空間を上下反対にした空間が内側に形成されることになる。そして押圧面３６の反対側の面からは前述の内側の空間３７に臨む押圧接点部３４が突出している。

次に以上の構成部品による接触部材０１の組み立ておよび電気回路基板４０への実装について説明する。接触部材０１はケース１０に押圧部材３０を組み入れることによって完成する。押圧部材３０の台座部３１を撓ませながら折り返し部１９を乗り越えさせ台座部３１の台座底面３５を底板１１に載置し、押圧部材３０が収容部１８に収容されることとなる。これによって台座部３１の上面が折り返し部１９の下端部と同じ高さあるいは僅かに下側に位置することとなり、折り返し部１９によって台座部３１が折り返し部１９を超えることができなくなる。つまり、収容部１８から押圧部材３０が抜け出ることが出来なくなり、組み立ておよび物流時の運搬等において押圧部材３０が収容部１８から抜け落ちる等の事故を防止できることとなる。

そして完成した接触部材０１は電気機器に組み入れられる際には図３乃至図６に示すように電気機器に備えられる電気回路基板４０に実装され、これによって電気回路基板を含んだ状態でスイッチとして機能することとなる。

電気回路基板４０には、接触部材０１の実装用はんだ付け部２１に対応する位置にはんだ付け可能な電気回路パターンである実装部４３が形成され、上方向からの矢視において押圧接点部３４に対応する位置に実装部４３とは独立した押圧接点部３４と接触可能な電気回路パターンである中央接点４１が形成され、接触部材０１の実装用はんだ付け部２１が実装部４３にはんだ付けにて電気的に接続可能となることにより接触部材０１の電気回路基板への実装が完了し、これによって押圧接点部３４は中央接点４１のほぼ真上に離間して位置することとなる。またこの際、中央接点４１から延出する電気回路パターンは底板１１の下に配置され底板１１に接触する可能性が有るため、相当する電気回路パターンの表面には絶縁処理が施されている。

このように完成および実装された接触部材０１は以下のように動作される。図５、図６に示すように、まず、押圧部材３０の作用部３２の天面に電気機器に備えられたキートップを介して押圧力が加わる。これによって変形部３３が弾性変形しながら作用部３２が下方向へ変位し、押圧接点部３４が中央接点４１に接触することとなる。

これによって電気回路基板４０の中央接点４１と実装部４３とは導電性金属板からなるケース１０および導電性を有する材料からなる押圧部材３０を介して電気的に短絡することになり、接触部材０１と電気回路基板４１とによって構成されたスイッチがＯＮ状態となる。

このように本発明における接触部材０１はケース０１と押圧部材３０のみによって構成されるにもかかわらず、電気回路基板に実装するのみでスイッチの構成の一部として機能する。また、押圧部材３０の使用により大きな動作ストロークを得ることが可能となる。

更には、押圧部材３０の形状、材質を変更することにより、動作ストローク、動作荷重を自由に設定することが可能となる。

なお、以上の実施例において本接触部材０１に用いるケース１０は、収容部１８が略円筒形状の空間を成すものとしたが、これに限るものではなく、図７（ａ）に示すように収容部が略立方形状または略長方形状、図７（ｂ）に示すように収容部が略多角形の筒形状を成すケースを用いることも可能であり、押圧部材も前述の各種ケースに対応する形状のものであれば、本発明に係る接触部材に用いることは可能である。

さらに、以上の実施例において本接触部材０１に用いる押圧部材３０は、導電性の材料からなるラバーを用いたが、これに限るものではなく絶縁材料からなる弾性を有するラバーまたはモールドから成るものの表面に導電性を有する印刷、その他、表面に導電性を備えさせることが可能な処理が施され、底板１１に載置される面である台座底面３５と押圧接点部３４とが電気的に導通するものであれば、本発明に係る接触部材に用いることは可能である。

０１ 接触部材
１０ ケース
１１ 底板
１２ 開口部
１６ 環状位置決め凸部
１８ 収容部
１９ 折り返し部
２０ 側壁
２１ 実装用はんだ付け部
２２ 切り欠き部
３０ 押圧部材
３１ 台座部
３２ 作用部
３３ 変形部
３４ 押圧接点部
３５ 台座底面
３６ 押圧面
３７ 内側の空間
４０ 電気回路基板
４１ 中央接点
４３ 実装部
１００ スイッチ
００１ ハウジング
００２ ターミナル
００３ 接触片
００４ 弾性体
００５ キーステム

Claims (4)

1. 底板と側壁とによって収容部が形成された導電性を有するケースと、導電性を有する弾性変形可能な押圧部材と、からなる接触部材において、前記底板には開口部が形成され、前記押圧部材は、前記底板に載置される台座部と、外部からの押圧力が加えられ前記開口部に臨む位置に接点部が形成された動作部と、前記台座部から延出し前記動作部へと連続する変形部とを有し、前記動作部に押圧力が加わることにより前記変形部が変形し、前記接点部が開口部を経て前記収容部の外側に突出可能となることを特徴とする接触部材。
2. 前記側壁は、上端部が前記収容部の内側に折り返された折り返し部を形成し、該折り返し部によって前記押圧部材の収容部への収容状態が維持されることを特徴とする請求項１記載の接触部材。
3. 前記底板には前記収容部の外側へ突出した実装用はんだ付け部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接触部材。
4. 前記底板の前記収容部とは反対側の面には絶縁処理が施されていることを特徴とする請求項１、２または請求項３記載の接触部材。

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