JP2015008084A - プッシュスイッチ - Google Patents

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Abstract

【課題】はんだ付けにおいて、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができるプッシュスイッチを提供する。
【解決手段】固定接点部21を有する固定接点部材20が設けられたハウジング10と、カバー部材40とを有し、固定接点部材20には、プリント配線基板にはんだ付けするためのはんだ付け部23が設けられており、はんだ付け部23はハウジング10の底面10aよりもカバー部材40側に位置する段差面10bに露出して配置されている。はんだ付け部23は、ハウジング10の外方側で幅の広い第1はんだ付け面23aと、固定接点部21側で前記第1はんだ付け面23aよりも幅の狭い第2はんだ付け面23bと、を有するとともに、第2はんだ付け面23bが底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと段差面10bとの境界部10dにまで配されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、プッシュスイッチに関し、特に、電子機器用のプリント配線基板に表面実装されるプッシュスイッチに関する。
プリント配線基板上にクリームはんだとも呼ばれるはんだペースト(フラックスを含んで適当な粘度にしたもの)を印刷し、その上に部品を載せてから熱を加えることではんだを溶かして接合する表面実装技術(SMT)が広く使われている。フラックスは、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を化学的に除去し、はんだ付け可能な金属表面にするものであり、接合性を向上させるために必要である。表面実装用のプッシュスイッチではプリント配線基板の基板表面と直交する上方から押圧操作されることが多く、押圧される接点部の直下のハウジングが基板表面に当接することが好ましい。このため、特許文献1には、はんだ付け端子の周囲のハウジングの底面を一段高くして、はんだ収容部を形成することが記載されている。
図9(a)は、特許文献1の押釦スイッチ100の平面図である。図9(b)は、図9(a)のIX−IX断面図である。図10(a)は、図9(a)のX−X断面における接続端子周辺の拡大図である。図10(b)は、押釦スイッチ100の基板への装着状態を表す説明図である。
押釦スイッチ100は、図9に示すように、絶縁樹脂で成形された上方開口凹状の略方形状のハウジング110に、接点部として凸状に加工された略円形状の中央接触部121aを有する金属板製の中央固定接点121が設けられている。そして、これを挟む対称位置に、凸状に加工された略矩形状の外側接触部122aを有する金属板製の外側固定接点122が設けられている。
また、中央固定接点121は、図9に示すように、中央接触部121aに導通してハウジング110の両側方へ延びる接続片121cを有する。外側固定接点122は、外側接触部122aに導通してハウジング110の両側方へ延びる接続片122cを有する。中央固定接点121、外側固定接点122は、ハウジング110の内底面に前述の中央接触部121a、外側接触部122aを露出させてインサート成形されて固定される。そして接続片121c、122cの両端にはそれぞれ、ハウジング110の下面112の四隅の角部111から突出して露出する接続端子123が設けられている。
ハウジング110は、図10(a)に示すように、下面112の角部111以外の部分に、接続端子123の下面123bよりも下方に突出させた段差113が設けられている。このような段差113を設けることにより、相対的に接続端子123の下方にクリームはんだ収容部114を形成する。クリームはんだ収容部114を形成したことにより、押釦スイッチ100を基板160上のクリームはんだ150に仮固定した際に、このクリームはんだ収容部114にクリームはんだ150が収容される。これにより、押釦スイッチ100がクリームはんだ150によって所定の位置よりも上方に配置されることがなくなると共に、図10(b)に示すように、ハウジング110の下面112が基板160に当接するようになり、押釦スイッチ100の配置状態が安定する。
特開2004−158349号公報
しかしながら、はんだ付けする接続端子123の面積を大きくしようとすると、はんだ付けする際、はんだに含有されていたフラックスを外方に移動させるための経路が長くなり、端子とハウジングとの界面部分に残留してしまうことが考えられる。そして、このフラックスの残留分が、端子とハウジングの界面を伝って、ハウジング内部に侵入し、接点部にまで入り込んでしまう虞があった。プッシュスイッチでは、フラックスが接点部の接点不良を起すため、フラックスの残留分が接点部に侵入する現象を防止することが求められている。
本発明は、上述した課題を解決するもので、はんだ付けにおいて、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができるプッシュスイッチを提供することを目的とする。
本発明は、可動接点部材と、一方が開口され該可動接点部材を収容する収容部を有し、前記可動接点部材と接離する固定接点部を有する固定接点部材が設けられたハウジングと、前記開口を覆うカバー部材とを有し、前記固定接点部材には、プリント配線基板にはんだ付けするためのはんだ付け部が設けられており、前記はんだ付け部が前記ハウジングの底面よりも前記カバー部材側に位置する段差面に露出して配置されているプッシュスイッチにおいて、前記はんだ付け部が、前記段差面において前記固定接点部に向かう方向に交差する方向を幅方向として、前記ハウジングの外方側で幅の広い第1はんだ付け面と、前記固定接点部側で前記第1はんだ付け面よりも幅の狭い第2はんだ付け面と、を有するとともに、前記第2はんだ付け面が、前記底面と前記段差面を繋ぐ壁面と、前記段差面と、の境界部にまで配されていることを特徴とする。
この構成によれば、プリント配線基板に当接するハウジングの底面に対して、はんだ付けするためのはんだ付け部が段差を有する段差面に配置されているので、はんだ付けを確実にするとともに押圧操作を安定させることができる。さらに、はんだ付け部の幅の狭い第2はんだ付け面をハウジングの底面との境界部まで設けることで、はんだが境界部にまで到達して、フラックスははんだにより外方に移動され、フラックスが端子とハウジングとの界面近傍に残留することを低減させることができる。したがって、はんだ付けにおいて、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができるプッシュスイッチを提供することができる。
また、本発明のプッシュスイッチにおいて、前記第1はんだ付け面の幅方向の両端からの中間位置において、連続して前記第2はんだ付け面が前記固定接点部側に向かって延設されていることを特徴とする。
この構成によれば、幅の広い第1はんだ付け面の中間位置から幅の狭い第2はんだ付け面を設けることで、第2はんだ付け面に対して幅の広い第1はんだ付け面が両側に延びるように配置されて、第1はんだ付け面を流れてきたはんだが幅の狭い第2はんだ付け面へ両側から流れこむことになり、一方側から流れこむ場合に比べて、偏りが少なくはんだが流れるため、フラックスが境界部に残りにくくなる。
また、本発明のプッシュスイッチは、前記第1はんだ付け面の前記第2はんだ付け面に繋がる側であって前記第1はんだ付け面の幅方向の両端側から、前記ハウジング側に屈曲して埋設されている埋設部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、第2はんだ付け面とは異なる位置に埋設部を配置することにより、幅を広げることなく、端子とハウジングの密着性を向上させるアンカー部を形成することができる。
本発明によれば、ハウジングの外方側での幅が固定接点部側での幅よりも広い第1はんだ付け面と、幅の狭い第2はんだ付け面と、を有するとともに、第2はんだ付け面が底面と段差面を繋ぐ壁面と段差面との境界部にまで配されている。はんだ付け部の幅の狭い第2はんだ付け面をハウジングの底面との境界部まで設けることで、はんだが境界部にまで到達して、フラックスははんだにより外方に移動され、フラックスが端子とハウジングとの界面近傍に残留することを低減させることができる。したがって、はんだ付けにおいて、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができるプッシュスイッチを提供することができる。
本発明の実施形態のプッシュスイッチを示す斜視図である。 本発明の実施形態のプッシュスイッチを示す外観図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。 本発明の実施形態のプッシュスイッチを示す説明図であり、(a)は分解斜視図、(c)は底面図である。 図2(a)のIV−IV線で切断した断面図である。 固定接点部材を示す説明図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。 図3(b)のA部の拡大図である。 図4のB部の拡大図である。 プッシュスイッチをプリント配線基板に実装する実装状態の説明図である。 従来の押釦スイッチを示す説明図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。 図9(a)のB−B断面における接続端子周辺の拡大図であり、(b)は従来の押釦スイッチの基板への装着状態を表す説明図である。
[第1実施形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
図1は、本発明の実施形態のプッシュスイッチ1を示す斜視図である。図2は、プッシュスイッチ1を示す外観図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図である。図3は、プッシュスイッチ1を示す説明図であり、図3(a)は分解斜視図、図3(b)は底面図である。図4は、図2(a)のIV−IV線で切断した断面図である。図5は、固定接点部材を示す説明図であり、図5(a)は斜視図、図5(b)は平面図である。図6は、図2(c)のA部の拡大図である。図7は、図4のB部の拡大図である。図8は、プッシュスイッチ1をプリント配線基板60に実装する実装状態の説明図である。
本実施形態のプッシュスイッチ1は、図1に示すように、はんだ付け部23が設けられたハウジング10と、ハウジング10を覆うカバー部材40と、を備えている。プッシュスイッチ1のZ1側には、可撓性のカバー部材40が設けられて、押圧部50が図2(b)に示すように突出している。プッシュスイッチ1のZ2側には、図2(b)に示すように、はんだ付け部23が、ハウジング10の底面10aよりもカバー部材40側(Z1側)に位置する段差面10bに配置されている。
押圧部50は、押圧によってスイッチ操作を行うための被操作部である。押圧部50は、図3(a)及び図4に示すように、可動接点部材30の頂点部30aを押圧部材35とカバー部材40とを介して押圧できるように構成されている。
可動接点部材30は、ドーム状の膨出部を有する金属製の弾性部材である。可動接点部材30の頂点部30aが押圧されると、頂点部30aが下方に移動して反転動作し、押圧状態から開放されると弾性復元力により元の状態に復帰する。プッシュスイッチ1は、押圧により可動接点部材30と固定接点部21とが接触することによって、電気的に導通するスイッチング動作が操作される。
押圧部材35は合成樹脂製で、比較的高剛性に形成されている。
ハウジング10は、合成樹脂製の絶縁部材である。ハウジング10は、図3(a)に示すように、一方が開口され可動接点部材30を収容する収容部5を有している。ハウジング10には、収容部5内に突出した固定接点部21を有する固定接点部材20が設けられている。ハウジング10のZ2側は、図2(b)及び図3(b)に示すように、底面10a、段差面10b、底面10aと段差面10bとを繋ぐ壁面10c、及び突起部10eが設けられている。段差面10bには、はんだ付け部23が露出して配置されている
カバー部材40は、可動接点部材30と押圧部材35とを収容した収容部5の開口を覆うように、ハウジング10のZ1側に接着される。カバー部材40は可撓性の合成樹脂シートで、あらかじめ図1〜図4に示す形状に成形されている。なお、カバー部材40を構成する材質は、シリコーンゴム等のゴム材質であってもよい。
固定接点部材20は金属製の部材である。図3〜図4に示すように、固定接点部材20とハウジング10とは、インサート成形によって一体化されて形成されたものである。固定接点部材20には、ハウジング10の収容部5内に突出した固定接点部21と、ハウジング10に埋設された端子22と、ハウジング10のZ2側に露出したはんだ付け部23と、が設けられている。はんだ付け部23は、プリント配線基板60にはんだ付けするための接続端子である。図5に示すように、固定接点部21と端子22とはんだ付け部23とが延設された形状の固定接点側部材20aと、固定接点部21には接続されていない可動接点側部材20bと、が絶縁されて配置されている。可動接点側部材20bは、可動接点部材30と常時接触して導通するように設けられている。固定接点側部材20aは、固定接点部21に可動接点部材30が接離して、スイッチング動作される。本明細書では、これらの電気的な接触部を接点部と称する。
図5に示すように、固定接点部材20は、はんだ付け部23から固定接点部21側に向かって延設された端子22とは別に、上方(Z1側)に屈曲して延設された埋設部25が設けられている。埋設部25及び端子22は、インサート成形によってハウジング10に埋め込まれて、ハウジング10と一体化される。
Z2側から見たはんだ付け部23は、図6に示すように、第1はんだ付け面23aと、第2はんだ付け面23bとを有している。第1はんだ付け面23aは、ハウジング10の外方側に突出している。第2はんだ付け面23bは、底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと、段差面10bと、の境界部10dにまで配されている。段差面10bにおいて固定接点部21に向かう方向に交差する方向を幅方向として、第1はんだ付け面23aは、ハウジング10の外方側での幅の広い(幅W1の)部分である。第2はんだ付け面23bは、固定接点部21側で第1はんだ付け面23aよりも幅の狭い(幅W2の)部分である。
図6に示すように、第1はんだ付け面23aの幅方向の両端からの中間位置において、連続して第2はんだ付け面23bが固定接点部21側に向かって延設されている。言い換えれば、幅の広い第1はんだ付け面23aの中間位置から固定接点部21に向かう方向に幅の狭い第2はんだ付け面23bを設けることで、第2はんだ付け面23bに対して幅の広い第1はんだ付け面23aが両側に延びるように配置されている。
また、図5に示す埋設部25は、図6に示す第1はんだ付け面23aの幅方向(Y1―Y2方向)の両端付近に形成されている。埋設部25は、インサート成形によってハウジング10に埋め込まれるので、ハウジング10との密着性を向上させるアンカー部として作用する。このようにして、第2はんだ付け面23aとは異なる位置に埋設部25を配置することにより、幅をさらに広げることなく、端子22とハウジング10との密着性を向上させるアンカー部を形成することができる。
図6及び図7に示すように、はんだ付け部23は、ハウジング10の底面10aに繋がる壁面10cとの境界部10dにまで配されている。はんだ付け部23は、ハウジング10の底面10aよりもカバー部材40側に位置する段差面10bに露出しており、図7のはんだ付け部23のZ2側の面が段差面10bと同一平面になっている。すなわち、はんだ付け部23の第2はんだ付け面23bは、底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと、段差面10bと、の境界部10dにまで配されている。
図8に示すように、ハウジング10の底面10aがプリント配線基板60に当接する実装状態において、フラックスを含んで適当な粘度に調整されて印刷されたはんだペースト70が、はんだ付け部23とプリント配線基板60との間に収容される。はんだペースト70はハウジング10の底面10aに付着しないように、底面10aと平面視で重ならない領域に印刷される。プリント配線基板60は絶縁基板と配線パターンとを有して構成されているが、図8では詳細を省略している。なお、ハウジング10には、図1〜図4に示すように、Z2側に突出する突起部10eが設けられている。突起部10eは、プリント配線基板60に実装する際、ハウジング10の底面10aがプリント配線基板60に当接するのを妨げないように、プリント配線基板60に形成されている貫通孔に挿入される。ハウジング10の底面10aがプリント配線基板60に当接するので、押圧操作を安定させることができる。なお、突起部10eがプリント配線基板60の貫通孔に挿入されることによって、プリント配線基板60に対するプッシュスイッチ1の実装を正確に位置決めすることが可能である。
本実施形態では、はんだ付け部23がハウジング10の段差面10bに配置されているので、プリント配線基板60に印刷されたはんだペースト70を適切に収容し、はんだ付けを確実にする。なお、はんだペースト70の印刷面積に比べて、印刷された厚さは極めて薄い。例えば、はんだペースト70の印刷面積は1mm×3mmであり、はんだペースト70の厚さは0.1mmである。また、はんだ付け部23は、例えば、幅W1が3mmであり、幅W2が1mmである。
熱を加えることではんだを溶かしたときに、はんだペースト70に含有されていたフラックスは流動し、はんだ付け部23の全面に拡がる。はんだが被接続金属と合金化することによってはんだ付けがなされる。
はんだペースト70の印刷された領域と、ハウジング10の底面10aと、の間にはんだが拡がりにくい空間があるが、本実施形態では、第2はんだ付け面23bが、底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと、段差面10bとの境界部10dにまで配されている。このため、はんだが底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと、段差面10bとの境界部10dにまで到達して、フラックスははんだにより底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cに沿って外方に移動される。そして、第2はんだ付け面23b全面に拡がったはんだが、ハウジング10の底面10aに向かって空間を塞ぐように到達する。このように、はんだ付け部の幅の狭い第2はんだ付け面23bをハウジング10の段差面10bを形成する部分の境界部10dまで設けることで、はんだが境界部10dにまで到達して、フラックスが端子22とハウジング10との界面近傍に残留することを低減させることができる。このため、境界部10d付近にフラックスが残留しにくくなっている。
さらに、はんだ付け部23の面積が大きい場合、はんだ付け部23の外周部分から離れた中央部分のフラックスを外方に移動させるための経路が長くなる。本実施形態では、図6に示すように、はんだ付け部23の面積が大きくても、はんだ付け部23が第1はんだ付け面23aよりも幅の狭い第2はんだ付け面23bを有しているので、中央部分のフラックスが外方に移動するための経路を短くしている。とくに、幅の狭い第2はんだ付け面23bは固定接点部21側に向かって延設されているので、第2はんだ付け面23bの固定接点部21側の境界部10d付近にはフラックスが残留しにくくなっている。
また、本実施形態では、幅の広い第1はんだ付け面23aの中間位置から幅の狭い第2はんだ付け面23bを設けることで、図6に示すように、第2はんだ付け面23bに対して幅の広い第1はんだ付け面23aが両側に延びるように配置されている。このため、溶融して、第1はんだ付け面23aを流れてきたはんだが幅の狭い第2はんだ付け面23bへ両側から流れこむことになり、一方側から流れこむ場合に比べて、偏りが少なくはんだが流れるため、フラックスが境界部10dに残りにくくなる。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
本実施形態のプッシュスイッチ1において、はんだ付け部23は、段差面10bにおいて固定接点部21に向かう方向に交差する方向を幅方向として、ハウジング10の外方側での幅W1が固定接点部21側での幅W2よりも広い第1はんだ付け面23aと、はんだ付け部23の幅の狭い第2はんだ付け面23bとを有するとともに、第2はんだ付け面23bが、底面10aと段差面10bを繋ぐ壁面10cと、段差面10bと、の境界部10dにまで配されている。
この構成によれば、プリント配線基板60に当接するハウジング10の底面10aに対して、はんだ付けするためのはんだ付け部23が段差を有する段差面10bに配置されているので、はんだ付けを確実にするとともに押圧操作を安定させることができる。さらに、はんだ付け部の幅の狭い第2はんだ付け面23bをハウジング10の段差面10bを形成する部分の境界部10dまで設けることで、はんだが境界部10dにまで到達して、フラックスははんだにより外方に移動され、フラックスが端子22とハウジング10との界面近傍に残留することを低減させることができる。
また、本実施形態のプッシュスイッチ1において、第1はんだ付け面23aの幅方向の両端からの中間位置において、連続して第2はんだ付け面23bが固定接点部21側に向かって延設されている。
この構成によれば、幅の広い第1はんだ付け面23aの中間位置から幅の狭い第2はんだ付け面23bを設けることで、第2はんだ付け面23bに対して幅の広い第1はんだ付け面23aが両側に延びるように配置されて、第1はんだ付け面23aを流れてきたはんだが幅の狭い第2はんだ付け面23bへ両側から流れこむことになり、一方側から流れこむ場合に比べて、偏りが少なくはんだが流れるため、フラックスが境界部10dに残りにくくなる。なお、第2はんだ付け面23bは、第1はんだ付け面23aの幅方向の両端から等距離の中央であることが好ましいが、等距離でなくても中央付近に設けられていればよい。
また、本実施形態のプッシュスイッチ1は、第1はんだ付け面23aの第2はんだ付け面23bに繋がる側であって第1はんだ付け面23aの幅方向の両端側から、ハウジング10側に屈曲して埋設されている埋設部25が設けられている。
この構成によれば、第2はんだ付け面23aとは異なる位置に埋設部25を配置することにより、幅を広げることなく、端子22とハウジング10の密着性を向上させるアンカー部を形成することができる。端子22とハウジング10の密着性が悪いと、フラックスの残留分が接点部に侵入しやすくなるが、本実施形態では密着性を向上させることができるので、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを抑制できる。
したがって、本実施形態によれば、はんだ付けにおいて、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができるプッシュスイッチ1を提供することができる。
以上のように、本発明の実施形態のプッシュスイッチ1を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
(1)本実施形態において、可動接点部材30を複数枚の金属板で形成してもよい。同じ弾性をもたせた1枚の金属板で形成した場合に比べて、複数枚の金属板で形成した場合には金属疲労による故障が少なくなる効果を奏する。
(2)本実施形態において、押圧部材35を介することで、押圧部50が突出して押圧しやすくなっているが、この構造に限定されるものではない。例えば、押圧部50に押圧部材35を配置せず、押圧部50がより平坦な形状にされたものであってもよい。また、ハウジング10には突起部10eが設けられていなくてもよい。このようにZ1側及びZ2側の突出を少なくして、より平坦な形状にすれば、フラックスの残留分が接点部に侵入するのを回避することができる効果を損なうことなく、プッシュスイッチとしての薄型化が可能である。
1 プッシュスイッチ
5 収容部
10 ハウジング
10a 底面
10b 段差面
10c 壁面
10d 境界部
10e 突起部
20 固定接点部材
20a 固定接点側部材
20b 可動接点側部材
21 固定接点部
22 端子
23 はんだ付け部
23a 第1はんだ付け面
23b 第2はんだ付け面
25 埋設部
30 可動接点部材
30a 頂点部
35 押圧部材
40 カバー部材
50 押圧部
60 プリント配線基板
70 はんだペースト

Claims (3)

  1. 可動接点部材と、一方が開口され該可動接点部材を収容する収容部を有し、前記可動接点部材と接離する固定接点部を有する固定接点部材が設けられたハウジングと、前記収容部の開口を覆うカバー部材とを有し、前記固定接点部材には、プリント配線基板にはんだ付けするためのはんだ付け部が設けられており、前記はんだ付け部は前記ハウジングの底面よりも前記カバー部材側に位置する段差面に露出して配置されているプッシュスイッチにおいて、
    前記はんだ付け部は、前記段差面において前記固定接点部に向かう方向に交差する方向を幅方向として、前記ハウジングの外方側で幅の広い第1はんだ付け面と、前記固定接点部側で前記第1はんだ付け面よりも幅の狭い第2はんだ付け面と、を有するとともに、前記第2はんだ付け面が前記底面と前記段差面を繋ぐ壁面と前記段差面との境界部にまで配されていることを特徴とするプッシュスイッチ。
  2. 前記第1はんだ付け面の幅方向の両端からの中間位置において、連続して前記第2はんだ付け面が前記固定接点部側に向かって延設されていることを特徴とする請求項1に記載のプッシュスイッチ。
  3. 前記第1はんだ付け面の前記第2はんだ付け面に繋がる側であって前記第1はんだ付け面の幅方向の両端側から、前記ハウジング側に屈曲して埋設されている埋設部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のプッシュスイッチ。
JP2013132870A 2013-06-25 2013-06-25 プッシュスイッチ Active JP6029106B2 (ja)

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