JP2013149352A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の入力操作部等に使用されるプッシュスイッチに関し、配線基板への実装状態で、占有面積を少なくできる構成としたものを提供する。
【解決手段】側面視略Ｌ字形状で、下方に伸びる前方部位６０としてなる第一本体部３１にスイッチ接点部が内蔵され、そのスイッチ接点部からの導出部５２、５５が後方部位６５としてなる第二本体部３２の側面位置に配され、導出部５２、５５それぞれの中間位置および後方位置において、側面から底面へ巻き込むように第二本体部３２の底面側に曲げ加工されている箇所を設け、その底面側へ曲げられた各々の箇所が端子５３、５６としてなる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部等に使用されるプッシュスイッチに関するものである。

近年、各種電子機器の入力操作部においては、実装された配線基板面に対して平行に押圧操作する横押しタイプのプッシュスイッチも多く用いられている。

このような従来のプッシュスイッチについて図８〜図１１を用いて説明する。

図８は従来のプッシュスイッチの断面図、図９は同分解斜視図である。同図において、１は樹脂製のケースで、その本体部２には前方が略円形に開口する凹部が設けられていると共に、本体部２の上部位置には後方および左右の側方に向けて突出する受け部３が一体形成されている。凹部の内底面には、外側接点５および中央接点７がインサート成形によって固定されており、その外側接点５、中央接点７に繋がるそれぞれの端子は受け部３周囲位置から外方側に向けて突出形成されている。

９は、弾性金属薄板からなる円形ドーム状の可動接点であり、そのドーム下端位置となる外周端部をケース１の外側接点５に当接させて凹部内に収容されている。そして、その前方から、可撓性を備えた絶縁フィルム製の絶縁シート１１が凹部外周の平面部位置に貼り付けられてケース１の凹部は塞がれている。

１３は、樹脂製の操作体で、前面視長方形の板状に形成されたフランジ部１３Ａと、その後面中央に突出形成された押圧部１３Ｂ、およびその前面中央に突出形成された操作部１３Ｃとから形成されている。操作体１３は、押圧部１３Ｂの後端で絶縁シート１１を介して可動接点９の中央部を後方に押圧可能なように、フランジ部１３Ａの周囲位置が、ケース１の前方外周角部に突設されたガイド壁の内周位置でガイドされつつ前後動可能に配されている。また、操作部１３Ｃは、ケース１に取り付けられた金属カバー１５の開口部から前方に突出している。

従来のプッシュスイッチは、以上のように構成されている。そして、当該スイッチは、図１０および図１１に示したように、端部位置に切り欠き部１７を備えた配線基板１９に対し、ケース１の本体部２を切り欠き部１７内に位置させるようにして配線基板１９上に受け部３を載せて配置され、その状態で端子５Ａ、７Ａを対応するランドに半田付けして実装状態とされる。

この実装状態で、操作部１３Ｃを後方に押すと、操作体１３はガイドされつつ後方へ水平移動し、絶縁シート１１を介して可動接点９の中央部が押圧部１３Ｂによって後方に押される。その力が所定の大きさを超えると、可動接点９の中央部が節度を持って後方凸型に反転動作して中央接点７に接触し、中央接点７と外側接点５との間が電気的に接続したスイッチオン状態になる。このとき、上記押圧操作方向は、当該スイッチの実装された配線基板１９面に平行で、それにより水平移動する操作体１３によって可動接点９が作動方向に応じた方向に向けて直接的に押圧される構成のもののため、良好な操作感触が上記押圧操作時に得られる。

操作部１３Ｃへの押圧力を除くと、可動接点９の中央部が元の前方凸型に自己復帰して中央接点７から離れると共に、操作体１３も絶縁シート１１を介して押し戻されて元のスイッチオフ状態に戻るものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００１−２１０１７６号公報

従来のプッシュスイッチは、端子５Ａ、７Ａが受け部３周囲位置から外方側に向けてそれぞれ突出形成されているため、実装時の占有面積としては、外方に突出する端子５Ａ、７Ａ箇所を含んだ実装面積が必要であった。

本発明はこのような課題を解決するものであり、実装時の占有面積を少なくできる構成になされたプッシュスイッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。

本発明は、ケースにスイッチ接点部が内蔵され、上記スイッチ接点部に繋がる金属板製の端子が、上記ケースの上面視での範囲内に収まるように上記ケースの底面位置に配されている構成としたことを特徴とするプッシュスイッチとしたものである。

これであれば、実装状態での占有面積が少なく配線基板に半田付け実装可能なものを得ることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、実装状態での占有面積が少なく配線基板に半田付け実装可能なプッシュスイッチを得ることができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチの断面図 同分解斜視図 同上面図 同下面図 同後面図 同プッシュスイッチを配線基板に配する状態を説明する図 同半田付け前の配置状態を示す側面図 従来のプッシュスイッチの断面図 同分解斜視図 同プッシュスイッチを配線基板に配する状態を説明する図 同プッシュスイッチを配線基板に配する状態を説明する図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるプッシュスイッチの断面図、図２は同分解斜視図、図３は同上面図、図４は同下面図、図５は同後面図、図６は同プッシュスイッチを配線基板に配する状態を説明する図、図７は同半田付け前の配置状態を示す側面図である。

同図において、３０は、外形が、側面視で略Ｌ字状に形成されている樹脂製のケースである。上記Ｌ字の一方側となる第一本体部３１は、薄板形状で垂直下方に伸び、上記Ｌ字の他方側となる第二本体部３２は、第一本体部３１と直交して水平後方側に伸びる薄板形状に形成されている。これら両者は一体形成されており、第一本体部３１の上部位置と第二本体部３２の前部位置の間で繋がっている。そして、それら両者で構成される下方側の角部は大きい面取りなどがされておらず、幅方向に亘ってほぼ直角になっている。なお、第一本体部３１の後面は、上記下方側の角部位置から下端まで平坦面で構成されている。

ケース３０の第一本体部３１は、前面視では横長の略長方形に形成されている。その中央部には、前方が横長の略長円形状もしくは略小判形状で開口する凹部が設けられ、凹部の内底面には中央接点４１と外側接点４３が固定されている。ここに、第一本体部３１は、凹部形状が従来品と相違し、さらには従来品のように受け部３が設けられていない点でも相違している。

４５は、中央接点４１と外側接点４３との間を接離させるためのドーム状に形成された可動接点で、その外形は、ケース３０の凹部に収容可能な略小判状や略長尺状のものが用いられている。可動接点４５は、ドームの突出方向が前方側になるようにしてケース３０の凹部内に収容され、その収容状態で、可動接点４５のドーム下端位置となる短手側の外周端部が外側接点４３に当接している。以上の中央接点４１、外側接点４３、可動接点４５でスイッチ接点部が構成されている。

そして、ケース３０の凹部は、可撓性を備えた絶縁フィルム製の絶縁シート４７で覆われている。さらに、可動接点４５のドーム状頂点部に対応する絶縁シート４７の前面位置には、樹脂製で円柱状に形成された押圧部材４８が固定されている。なお、押圧部材４８を絶縁シート４７の前面位置に配したものとする代わりに、絶縁シート４７の後面と可動接点４５のドーム状頂点部との間に挟み込んで配したものなどとしてもよい。絶縁シート４７のケース３０への固定方法は、粘着固定やレーザなどで溶着固定するなど特に限定はされない。以上の第一本体部３１に纏わった部分が、当該スイッチの前方部位６０としてなる。

ケース３０の第二本体部３２は、第一本体部３１の上部後方位置から第一本体部３１と直交関係で後方に向かって伸び、かつ上面視では後方の左右側のそれぞれが傾斜状にすぼまっていく略直方体状に形成されている（図３〜図５参照）。

そして、この第二本体部３２の右側面側には、中央接点４１からの導出部５２が配されている。導出部５２は、板厚方向が左右方向に向くようにして後方側に水平に延出されている。同様に、第二本体部３２の左側面側には、外側接点４３からの導出部５５が配されている。導出部５５も、板厚方向が左右方向に向くようにして後方側に水平に延出されている。

ここに、当該構成では、第一本体部３１の左右端面に対して、各導出部５２、５５の外側面が、平行な同一面内に位置するように延出させたものとしている。つまり、第二本体部３２および各導出部５２、５５が前面視で第一本体部３１の横幅や高さ内に収まる構成のものとしている。これであれば、スイッチ全体の横幅寸法が抑えられて小型形状に構成できるため好適である。

なお、上述したように第二本体部３２の左右の側面は、後方にいくにつれて傾斜状にすぼまっていく所謂逃がし部を有した形状としているため、各導出部５２、５５位置の微調整などをすることも可能である。なお、第二本体部が直方体で、その左右の側面に各導出部５２、５５が沿わされていたり、各導出部の一部もしくは全てが第二本体部内に埋設状態となって延出されているものなどとされていてもよい。

第二本体部３２の右側面側の導出部５２は、図３〜図５から判るように、第二本体部３２の中間位置と後方位置に応じたそれぞれの位置で、側面から底面へ巻き込むように第二本体部３２の底面側に曲げ加工されている箇所を有し、その底面側へ曲げられている各々の箇所が端子５３（５３Ａと５３Ｂ）になっている。同様に、第二本体部３２の左側面側の導出部５５も、図３〜図５から判るように、第二本体部３２の中間位置と後方位置に応じたそれぞれの位置で、側面から底面へ巻き込むように第二本体部３２の底面側に曲げ加工されている箇所を有し、その底面側へ曲げられている各々の箇所が端子５６（５６Ａと５６Ｂ）になっている。

ここに、その中間位置の端子５３Ａと５６Ａは、互いに対称位置で対称形状に形成され上面視で第二本体部３２の範囲内に収まっている。また、後方位置の端子５３Ｂと５６Ｂも、互いに対称位置で対称形状に形成され上面視で第二本体部３２の範囲内に収まっている。なお、後方位置の端子５３Ｂと５６Ｂは、中間位置の端子５３Ａと５６Ａよりも中央側に長く形成されており、大きい半田付け面積となるように構成されている。そして、各端子５３、５６は、側面位置からの曲げの根元から先端にかけて水平状態に形成されている（図５参照）。

なお、図５からも判るように、第二本体部３２においては、端子５３、５６の配設位置に相応する底面部分の形状を、左右方向で中央側が深くなるように傾斜する逃がし部を設けたものとしている。このために、端子５３、５６の角度を微調整することなども可能である。

また、中央接点４１や外側接点４３において可動接点４５と接触する面側を外方に向けて導出部５２や５５を引き出して上記各端子５３、５６に形成したものとすると、端子５３、５６の半田付け面となる下面側が、上記接触面の銀メッキなどのメッキが位置する面となるため、片面メッキ素材を使用することも可能である。

なお、導出部の構成や導出部毎の端子の形成数や形状などは、以上に説明した構成のみに限られることはなく、適宜設定すればよい。

そして、導出部５２、５５の後部位置には上面カシメ部５４、５７が設けられており、第二本体部３２の後部上面の左右位置に設けられた係止突起３３、３４に、それぞれ係止されている。これは、導出部５２、５５のふらつきなどの発生を低減させるために設けたものであり、当該構成であれば簡素な構成で済むので好ましいが、上記作用を果たすための構成はこの構成のみに限定されることはない。

以上の第二本体部３２に纏わった部分が、当該スイッチの後方部位６５としてなる。そして、当該構成のものは、上述したように前方部位６０の第一本体部３１の横幅内に後方部位６５が納まっているものとなっている。また、当該構成品は、図３などに示すように、前方上面位置つまりケース３０の上面部が平坦な平面部に構成されており、その部分が実装時の吸着面としてなる構成となっている。

以上のように、当該実施の形態によるプッシュスイッチは、完成品単体で、側面視略Ｌ字形状となる前方部位６０と後方部位６５とを有する構成となっている。さらに、当該構成品においては、完成品単体での重心位置が後方部位６５側にある設定となっている。

完成品単体での重心位置は、前方部位６０側と後方部位６５側の形状設定や重量などにより左右されるが、当該構成品では、特に前方部位６０の第一本体部３１において、内蔵するスイッチ接点部の可動接点４５に細幅の略小判状等のものを用いると共に、従来品のように下方からの被支持箇所となる受け部３を設けていない前面視横長での略長方形の薄板形状のものとしたことによって、前方部位６０側の上下寸法の小型化並びに軽量化を図って実現させている。

そして、前方部位６０側の小型軽量化が図られた当該構成であれば、後方部位６５を前面視で第一本体部３１の範囲内に収まる形状設定にした場合であっても、後方部位６５の長さ寸法を抑えることができ、完成品単体での重心位置が後方部位６５側にある設定で、外形の全体的な小型化が図られているものに容易に実現することができる。

続いて、当該スイッチの実装状態について、図６と図７を用いて説明する。

まず、当該スイッチと、実装するための配線基板７０を準備する。配線基板７０としては、図６に示すように、端部形状が上面視で直線状のもの、つまり従来のように端部に切り欠き部１７が設けられていないもので、その直線状の端部近傍の上面位置に、各端子５３（５３Ａ、５３Ｂ）、５６（５６Ａ、５６Ｂ）に対応するランド７１（７１Ａ、７１Ｂ）、７２（７２Ａ、７２Ｂ）を備えたものを準備する。

ここに、各ランド７１、７２は、当該スイッチの各導出部５２や５５の位置よりも若干外方に大きく設けられたものが好ましい。

さらに、当該スイッチで後方位置の端子５３Ｂと５６Ｂに対応するランド７１Ｂ、７２Ｂにおいては、端子５３Ｂと５６Ｂの中心位置に対して若干後方側についても広く設けたものとしておくとよい。すなわち、当該スイッチでは後方位置の端子５３Ｂと５６Ｂを長寸の大きい形状設定のものとしている。これは、クリーム半田が溶融して固まる際の半田の張力による半田付け実装時のセルフアライメント効果を、第二本体部３２の後部側で大きく作用させるためであり、ランド７１Ｂ、７２Ｂを、端子５３Ｂと５６Ｂの中心位置に対して若干後方側に広く設けたものとしておくと、その作用が大きく働くようになり好ましいからである。中間位置の端子５３Ａ、５６Ａに対応するランド７１Ａ、７２Ａも同様な設定であればさらによい。

そして、当該スイッチは、ケース３０の第一本体部３１と第二本体部３２との一体化箇所から第二本体部３２上面にかけての平坦面部分を吸着ヘッドで吸着されて、端子５３、５６をクリーム半田が塗布されたランド７１、７２上に対応させるようにして配線基板７０上に載せる（図６参照）。

その配線基板７０上への配置状態としては、図７の側面図に示すように、前方部位６０を配線基板７０の上記端部位置より外方に位置させて、第一本体部３１の後面が配線基板７０端部の前端面に当接するか若干の隙間を持つ位置関係になるようにして後方部位６５が配線基板７０上に配される。なお、図７の側面図は、ランドやクリーム半田を省略した図としている。

ここに、当該スイッチでは、重心位置が後方部位６５側にある設定となっているため、配線基板７０において従来のように切り欠き部１７を有していない上面視で直線状の端部位置に載せられたとしても、また半田付け前の状態であっても、その載せられた状態のまま安定した配置状態に維持される。なお、切り欠き部を有した配線基板に対し、前方部位６０をその切り欠き部内に位置させて当該構成品を配しても、安定した配置状態が維持されることは同様である。

その後、半田が溶融されると、少なくとも端子５３Ｂ、５６Ｂに対するランド７１Ｂ、７２Ｂの上述した形状設定によってセルフアライメント効果が働き、当該スイッチが後方側などに少し移動して、第一本体部３１の後面が、配線基板７０端部の前端面に当接し、また端子５３、５６の曲げ根元の導出部５２、５５の外側面位置にも半田フィレットが形成されつつ端子５３、５６が半田付け固定され、実装状態となる。

以上のように当該スイッチは、端子５３、５６を後方部位６５の範囲内に収まるように曲げ形成したもののため、表面実装により、少ない上面視面積で半田付け実装することができ、配置スペース的に有利である。なお、各端子５３、５６のそれぞれが、後方部位６５中央側となる先端高さ位置が高くなる傾斜状態のものとされ、半田の配設領域が大きくとれるように構成されていてもよい。

そして、当該スイッチは、重心位置が後方部位６５側にあるもののため、半田付け前の状態であっても、また半田が溶融している状態であっても、配置状態が安定して維持されることから、半田付け後の実装状態も良好なものとなる。

次に、機器の配線基板７０に実装された当該スイッチの動作について説明する。

前方部位６０に対し、上記実装された配線基板７０面に水平方向で後方側に向けて押圧操作をすると、押圧部材４８を介してその力が可動接点４５の中央位置に加わる。そして、その可動接点４５への押圧力が所定の大きさを越えると、可動接点４５は、ドーム状の中央部が後方側に節度を持って反転動作し、裏面が中央接点４１に接触する。これにより、中央接点４１と外側接点４３との間が電気的に導通したスイッチオン状態になる。ここに、半田付け実装後に、前方部位６０の後面が配線基板７０端部の前端面に当接状態であれば、半田付け固定箇所に加わる影響が少なくなるため好ましい。

上記押圧力を除くと、可動接点４５が、元の前方に突出するドーム形状に自己復元して、中央接点４１と外側接点４３との間が電気的に独立したスイッチオフ状態に戻る。

この押圧操作時に、スイッチ接点部の可動接点４５は、当該スイッチの実装された配線基板７０面に平行で、可動接点４５自身の作動方向に応じた方向に向けて直接的に押圧されて反転するため、良好な操作感触が得られる。

以上に説明したように、当該スイッチは、切り欠き部が設けられていない配線基板７０の端部位置に載せて配された際にも、半田付け前の状態などを含んで配置状態が安定して維持されて、その状態で半田付けして実装できる小型形状のものとして実現できる。すなわち、機器メーカ側としては、配線基板７０に切り欠き部を設けなくてもよくなるため、その分、低価格化が図れると共に、当該スイッチが実装されている端部位置にあたる配線基板７０の下面領域に所定の電子部品などを実装したり、所定部材を配置したりすることも可能となる。

なお、本発明によるものは、上記構成のもののみに限定されることはない。例えば、スイッチ接点部としては、可動接点の動作に応じて独立した固定接点間が接離されるものであればよい。また、上記には押圧部材４８を介してスイッチ接点部を作動させるものを説明したが、スイッチ接点部を作動させるための機構はそれ以外のものであってもよい。さらには、その機構をなくした構成のものとしてもよい。そして、第一本体部もそれらを踏まえた形状とされていてもよい。

また、スイッチ接点部が第二本体部側に設けられ、配線基板面に水平に押圧操作されて、上記スイッチ接点部の状態が切り換わるものであってもよい。さらに、第二本体部のみで第一本体部を有していない構成のものであってもよい。

また、中央接点４１、外側接点４３からの導出部５２、５５の引き出し構成や、上記導出部５２、５５の後方部位６５での配設状態なども上記構成以外とされていてもよい。さらに、上記にはいずれの端子５３、５６も後方部位６５の範囲内に収まるように曲げ形成したものを説明したが、これも限定はされない。つまり、複数の端子のうちの一部のみが上述のように曲げ形成されたものである場合にも、占有面積の低減化の効果が得られるからである。そして、第二本体部もそれらを踏まえた形状のものにされていてもよい。

なお、上記には最小限の構成部材によるものを例として説明したが、金属カバーなどが追加されていてもよい。さらに、金属カバーが対応するランドに半田付け固定される構成などであってもよい。

さらに、以上には、所謂横押しタイプのものを例として説明したが、配線基板面に対し垂直下方に向けて押圧操作するタイプのものの端子についても本発明による思想を適用してもよい。

本発明によるプッシュスイッチは、実装状態での占有面積が少なく配線基板に半田付け実装可能な構成のものを提供できるという有利な効果を有し、各種電子機器の入力操作部などに有用である。

３０ ケース
３１ 第一本体部
３２ 第二本体部
３３、３４ 係止突起
４１ 中央接点
４３ 外側接点
４５ 可動接点
４７ 絶縁シート
４８ 押圧部材
５２、５５ 導出部
５３、５３Ａ、５３Ｂ、５６、５６Ａ、５６Ｂ 端子
５４、５７ 上面カシメ部
６０ 前方部位
６５ 後方部位
７０ 配線基板
７１、７１Ａ、７１Ｂ、７２、７２Ａ、７２Ｂ ランド

Claims (2)

1. ケースにスイッチ接点部が内蔵され、上記スイッチ接点部に繋がる金属板製の端子が、上記ケースの上面視での範囲内に収まるように上記ケースの底面位置に配されている構成としたことを特徴とするプッシュスイッチ。
2. 端子が、ケースの底面側に向けて曲げ形成された請求項１記載のプッシュスイッチ。

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