JP2017168232A - スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチのケースの剛性を向上することによって、変形を抑制するスイッチを提供する。
【解決手段】スイッチ１００を構成するケース１０は、開口部２０Ａが形成された樹脂部材２０と、金属部材３０と、を有する。金属部材３０は、開口部２０Ａの底面から露出した接点部３３と、少なくとも一部が樹脂に埋設した中間部３２とを有する。金属部材３０の中間部３２には、開口部２０Ａの底面よりも下方に位置する平坦部３６と、平坦部３６と接点部３３とを繋ぐ連結部３７が設けられている。そして、平坦部３６と連結部３７とがなす境界線３７Ａが、曲線に形成されている。この構成であれば、金属部材３０の剛性が向上することで、変形しにくいスイッチ１００を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるスイッチに関する。

特許文献１に示されるような従来のスイッチは、ケースと、可動部材と、保護シートとを備えた構成になっている。ケースは、上方開口の開口部を含む樹脂部材と、少なくとも一部が接点部として開口部から露出するように樹脂部材に埋設された金属部材とからなっている。可動部材は、接点部と電気的に接続できるように開口部に配置されている。保護シートは、可動部材の上方に配置され開口部を密閉している。

特開２０１３−０５８３８０号公報

スイッチは、リフロー半田付けによって電子機器の回路基板に実装される。このとき、密閉された開口部内の空気がリフロー半田付けの熱で膨張（開口部内の内圧が上昇）することで、従来のスイッチは変形するおそれがあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ケースの剛性を向上することで変形しにくいスイッチを提供することを目的とする。

本発明のスイッチは、上方開口の開口部が形成された樹脂部材と、樹脂部材から開口部へ露出した接点部と、樹脂部材から外方へ露出した端子部と、その端子部と接点部との間に位置して少なくとも一部が樹脂部材に埋設した中間部とを含む板状の金属部材と、を有したケースと、接点部と電気的に接続できるように開口部に配置された可動部材と、ケースの上面に固着されて開口部を覆う保護シートと、を備えたスイッチにおいて、金属部材の中間部は、接点部よりも下方に位置するとともに、少なくとも一部が樹脂部材に埋設された平坦部と、平坦部と接点部とを繋ぐ連結部とを含み、連結部と平坦部との境界線が、曲線または２つ以上の線分で形成されている。

本発明のスイッチによれば、連結部と平坦部との境界線が曲線または２つ以上の線分で形成されるように金属部材を構成することで、金属部材の剛性を向上させることができる。これにより、ケースの剛性が向上して、変形しにくいスイッチを実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の実施の形態におけるスイッチの断面図 本発明の実施の形態におけるスイッチの分解斜視図 本発明の実施の形態におけるケースの平面図 本発明の実施の形態における金属部材の斜視図 本発明の実施の形態における変形例１にかかる金属部材の平面図 本発明の実施の形態における変形例２にかかる金属部材の平面図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるスイッチの断面図である。図２は、本発明の実施の形態におけるスイッチの分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態におけるケースの平面図である。図４は、本発明の実施の形態における金属部材の斜視図である。なお、図１は、図３における断面線１−１で切断した状態を示している。また、図３は、図１に示すスイッチ１００を上面（開口部２０Ａ）側から見た場合の平面図を示している。以下、スイッチ１００について、主に図１を参照しながら説明する。

図１〜図４に示すように、スイッチ１００は、ケース１０と、可動部材１１と、保護シート１３と、を有する。ケース１０は、樹脂部材２０と、金属部材３０とを含んでいる。開口部２０Ａは、樹脂部材２０に形成されている。一方、金属部材３０は、開口部２０Ａの底面で樹脂部材２０から露出した接点部３３を含んでいる。可動部材１１は、接点部３３と電気的に接続できるように、開口部２０Ａに配置されている。保護シート１３は、開口部２０Ａを覆うようにケース１０の上方に配置されて、ケース１０の上面に固着されている。

図１〜３に示すように、金属部材３０は、樹脂部材２０から開口部２０Ａへ露出した接点部３３と、樹脂部材２０から外方へ露出した端子部３１と、少なくとも一部が樹脂部材２０に埋設している中間部３２と、を有する。中間部３２は、接点部３３と端子部３１との間に位置する。

図１、図３に示すように、金属部材３０の中間部３２は、開口部２０Ａの底面よりも下方に位置する平坦部３６と、平坦部３６と接点部３３とを繋ぐ連結部３７と、を含む。中間部３２には、平坦部３６と連結部３７とがなす境界線３７Ａが、曲線に形成されている。

この構成であれば、平坦部３６と連結部３７とがなす平坦部３６における境界線３７Ａが曲線で形成されているため、金属部材３０の剛性が向上する。したがって、スイッチ１００は、金属部材３０を埋設したケース１０の剛性が向上して、変形しにくくなる。

以下、スイッチ１００の詳しい構成について説明する。

スイッチ１００は、図１〜図３に示すように、ケース１０と、可動部材１１と、押圧体１２と、保護シート１３と、を有する。ケース１０は、樹脂部材２０と、金属部材３０と、金属部材５０とを有する。

ケース１０は、金属部材３０、５０に絶縁性の樹脂（樹脂材料２０）をインサート成形して形成された箱形の成形品である。ケース１０には、樹脂部材２０によって上方に開口した開口部２０Ａが形成されている。なお、開口部２０Ａの上面視形状は、後述する可動部材１１の外形よりも僅かに大きい。

金属部材３０と金属部材５０は、所定の形状に形成された薄板状の導電金属であり、互いに電気的に独立して樹脂部材２０に埋設されている。図１〜図３に示すように、金属部材３０は、開口部２０Ａの底面の中央から露出した接点部３３と、樹脂部材２０の側面から導出した一対の端子部３１と、有している。金属部材５０は、開口部２０Ａの底面の外縁部近傍から露出した接点部５２と、樹脂部材２０の側面から導出した一対の端子部５１と、有している。なお、金属部材３０の詳細については、後述する。

可動部材１１は、弾性を有する薄板状の金属板を上方凸形に形成した部材であり、中央部の下面が接点部３３と所定の間隔で対向するように、開口部２０Ａ内に搭載されている。可動部材１１は、上面視円形の本体部１１Ａと、本体部１１Ａの外縁部から所定の幅で突出した４本の脚部１１Ｂとを有する。４本の脚部１１Ｂは、本体部１１Ａの角度方向において等間隔となるようにそれぞれ配置されており、２本の脚部１１Ｂの先端部が接点部５２と接触している。

ここに、可動部材１１は、上方から押圧力が加えられていない状態では、図１に示すように、本体部１１Ａの中央部の下面と接点部３３とが接触していない状態になっている。そして、可動部材１１は、上方から押圧力を加えることにより、可動部材１１の本体部１１Ａが下向きに反転する。これにより、本体部１１Ａの中央部の下面と接点部３３とが接触する。即ち、接点部３３と接点部５２とが、可動部材１１を介して通電したスイッチオン状態になる。そして、上述した押圧力を解除すると、可動部材１１は、本体部１１Ａが上向に反転して、元の状態に復元する。これにより、本体部１１Ａの中央部の下面と接点部３３とが接触していない状態に戻る。即ち、接点部３３と接点部５２とが、導通していないスイッチオフ状態に戻る。

なお、可動部材１１には、必ずしも脚部１１Ｂを設ける必要はない。例えば、可動部材１１を本体部１１Ａのみで構成して、本体部１１Ａの外縁部と接点部５２とが接触するように構成してもよい。また、可動部材１１は、上面視で円形である必要も無く、例えば、楕円形や小判形、四角形などの多角形などに形成してもよい。

保護シート１３は、可撓性を有した絶縁体のフィルムであり、開口部２０Ａを覆うようにケース１０の上方に配置されている。そして、保護シート１３の外縁部は、ケース１０の上面に固着されている。これにより、保護シート１３は、ケース１０の開口部２０Ａを密閉する。

押圧体１２は、円柱状に形成された絶縁性の樹脂材料である。押圧体１２は、可動部材１１と保護シート１３との間に配置されていて、上面が保護シート１３の下面に固着されている。可動部材１１の下面は、本体部１１Ａの中央部の上面と接触するように配置されていて、上述した押圧力を可動部材１１に加えるときに、押圧力が本体部１１Ａの中央部に確実に印加されるものに構成されている。

次に、金属部材３０について図３〜図４を用いて詳しく説明する。

金属部材３０は、薄板状の金属をプレス装置などによって所定の形状に加工した金属部材である。金属部材３０は、図３、図４に示すように、端子部３１と、接点部３３と、端子部３１と接点部３３との間に位置する中間部３２と、を有する。端子部３１は、ケース１０の樹脂部材２０の側面から外方へ突出している。接点部３３は、樹脂部材２０から開口部２０Ａへ露出している。なお、接点部３３は、中央部を僅かに上方へと突出させることで、可動部材１１との接触や樹脂部材２０からの露出を容易にするように形成されている。中間部３２は、樹脂部材２０に埋設している。さらに、金属部材３０には、接点部３３の外縁部の一部を切り欠いた上面視円形の２つの孔部７０が形成されている。

ここに、中間部３２は、開口部２０Ａの底面よりも下方に位置する平坦部３６と、平坦部３６と接点部３３とを繋ぐ連結部３７〜３９と、を有する。接点部３３は、開口部２０Ａの底面から露出しているため、平坦部３６よりも上方に位置している。したがって、平坦部３６と接点部３３とを繋ぐ連結部３７〜３９は、平坦部３６から接点部３３に向かって上向きに傾斜している。なお、連結部３７は、プレス装置による絞り加工などで形成するとよい。さらに、連結部３７〜３９は、樹脂部材２０に埋設されているとよい。

連結部３７〜３９は、平坦部３６を絞り加工して形成された部位であり、図３に示すように、連結部３７と平坦部３６の境界には境界線３７Ａが形成されている。連結部３８と平坦部３６の境界には境界線３８Ａが形成されている。連結部３９と平坦部３６の境界には境界線３９Ａが形成されている。なお、本実施例では、境界線３７Ａ〜３９Ａは、いずれも上面視で同径の円弧状になっている。なお、境界線３７Ａ〜３９Ａは、必ずしも同径の円弧状である必要は無く、径が異なる円弧状や、曲率の異なる曲線であってもよい。つまり、境界線３７Ａ〜３９Ａのいずれかが曲線となるように、連結部３７〜３９を絞り加工することで、金属部材３０の剛性を向上させることができる。なお、境界線３７Ａ〜３９Ａは、図４などにも図示されているが、図面が複雑になることを避けるために、符号の付与を省略している。

本実施例では、図３に示すように、連結部３７と連結部３８との間に孔部７０が設けられている。同様に、連結部３８と連結部３９との間に孔部７０が設けられている。このように、孔部７０を設けて連結部３７〜３９が連続しない構成とすれば、連結部３７〜３９を絞り加工によって形成したときに、金属部材３０の不要な変形が抑制できるため望ましい。また、金属部材３０に絶縁性の樹脂材料（樹脂部材２０）をインサート成形してケース１０を作成するときにおいても、樹脂材料の射出圧力を不要に高圧にすることなく、金型のキャビティー内に樹脂材料を充填することができるため望ましい。なお、孔部７０を設けずに、連結部３７〜３９が連続した一本の線状に形成してもよい。

なお、境界線３７Ａ〜３９Ａが不明瞭な場合は、平坦部３６の面を仮想的に延長した仮想面と、連結部３７の面を仮想的に延長した仮想面とが交差することで形成された仮想的な線を境界線３７Ａ〜３９Ａとすればよい。

以上のようにスイッチ１００は構成されている。上述したように、ケース１０を構成する金属部材３０には、境界線３７Ａ〜３９Ａのいずれかが曲線となるように、連結部３７〜３９が絞り加工などによって形成されている。これによって、金属部材３０の剛性を向上させることができる。つまり、平坦部３６には、境界線３７Ａ〜３９Ａを有しているため、金属部材３０の断面二次モーメントが増加し剛性が向上する。これにより、ケース１０の剛性が向上して、リフロー半田付けの熱などによって開口部内の空気が膨張（開口部内の内圧が上昇）しても変形しにくいスイッチに実現できる。

さらに、ケース１０の剛性が向上するので、過剰な押圧力によるスイッチ１００の変形が抑制されるため、耐久性のあるスイッチ１００を提供できる。加えて、保護シート１３には、内圧増加を抑えるための隙間や微細な孔などの、開口部２０Ａの空気を逃す形態にする必要がないため、水、塵、埃などといった接続不良の原因が開口部２０Ａへの侵入することを抑制できるのでスイッチ１００の耐久性の向上ができる。
（変形例１）
以下に、スイッチ１００の剛性向上に寄与する金属部材３０の変形例を示す。

図５は本発明の実施の形態における変形例１にかかる金属部材の平面図である。金属部材３０Ａは、図５に示すように、一対の端子部３１Ａと、接点部３３Ａと、端子部３１Ａと接点部３３Ａとの間にある中間部３２Ａとを有する。中間部３２Ａは、平坦部３６Ａと、平坦部３６Ａと接点部３３Ａとを繋ぐ連結部４０と、を有する。接点部３３Ａは平坦部３６Ａよりも上方に位置している。したがって、連結部４０は、平坦部３６Ａから接点部３３Ａに向かって上向きに傾斜している。なお、連結部４０は、プレス装置によって曲げ加工や、絞り加工などで形成されるとよい。

連結部４０と平坦部３６Ａとの境界には、境界線４１が形成されている。変形例１における境界線４１は、線分４１Ａ〜４１Ｅにより構成されている。なお、線分４１Ａ〜４１Ｅのうちいずれか２本は、互いが非平行である。このように、境界線４１が、非平行な２つ以上の線分からなっていれば、金属部材３０Ａの剛性を向上することができる。したがって、ケース１０の剛性を向上させることができ、スイッチ１００の剛性も向上できる。

また、境界線４１（線分４１Ａ〜４１Ｅ）が不明瞭な場合は、平坦部３６Ａの面を仮想的に延長した仮想面と、連結部４０を構成している５つの面を仮想的にそれぞれ延長した仮想面とが交差することで形成された仮想的な線を境界線４１（線分４１Ａ〜４１Ｅ）とすればよい。
（変形例２）
図６は本発明の実施の形態における変形例２にかかる金属部材の平面図である。金属部材３０Ｂは、図６に示すように、一対の端子部３１Ｂと、接点部３３Ｂと、端子部３１Ｂと接点部３３Ｂとの間にある中間部３２Ｂとを有する。そして、金属部材３０Ｂには、孔部７０Ａと孔部７０Ａよりも小さい孔部７１が、形成されている。さらに、中間部３２Ｂは、平坦部３６Ｂと、平坦部３６Ｂと接点部３３Ｂとを繋ぐ連結部４２〜４６と、を有する。接点部３３Ｂは平坦部３６Ｂよりも上方に位置しており、連結部４２〜４６は、平坦部３６Ｂから接点部３３Ｂに向かって上向きに傾斜している。なお、連結部４２〜４６は、プレス装置によって曲げ加工や、絞り加工などで形成されるとよい。

連結部４２〜４６と平坦部３６Ａとの境界には、直線の境界線４２Ａ〜４６Ａが形成されている。ここに、変形例２における境界線４２Ａ〜４５Ａは、いずれか２本が互いに非平行である。このように、複数の連結部を設け、複数の連結部が形成する境界線が互いに非平行となるように構成すれば、金属部材３０Ａの剛性を向上することができる。したがって、ケース１０の剛性を向上させることができ、スイッチ１００の剛性も向上できる。

なお、境界線４２Ａ〜４６Ａが不明瞭な場合は、平坦部３６Ａの面を仮想的に延長した仮想面と、連結部４２〜４６の面を仮想的にそれぞれ延長した仮想面とが交差することで形成された仮想的な線を境界線４２Ａ〜４６Ａとすればよい。

本発明にかかるスイッチは、剛性が向上して変形しにくいという効果を有し、電子部品を実装する電子機器に有用である。

１０ ケース
１１ 可動部材
１１Ａ 本体部
１１Ｂ 脚部
１２ 押圧体
１３ 保護シート
２０ 樹脂部材
２０Ａ 開口部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、５０ 金属部材
３１、３１Ａ、３１Ｂ、５１、 端子部
３２、３２Ａ、３２Ｂ 中間部
３３、３３Ａ、３３Ｂ、５２ 接点部
３６、３６Ａ、３６Ｂ 平坦部
３７、３８、３９、４０、４２、４３、４４、４５、４６ 連結部
３７Ａ、３８Ａ、３９Ａ、４１、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａ、４６Ａ 境界線
４１Ａ〜４１Ｅ 線分
７０、７０Ａ、７１ 孔部
１００ スイッチ

Claims (2)

1. 上方開口の開口部が形成された樹脂部材と、
   前記樹脂部材から前記開口部で露出した接点部と、前記樹脂部材から外方へ露出した端子部と、前記接点部と前記端子部との間に位置して少なくとも一部が前記樹脂部材に埋設した中間部と、を含む板状の金属部材と、
   を有したケースと、
   前記接点部と電気的に接続できるように前記開口部に配置された可動部材と、
   前記ケースの上面に固着されて前記開口部を覆う保護シートと、
   を備えたスイッチにおいて、
   前記金属部材の前記中間部は、
   前記接点部よりも下方に位置するとともに、少なくとも一部が前記樹脂部材に埋設された平坦部と、前記平坦部と前記接点部とを繋ぐ連結部とを含み、
   前記連結部と前記平坦部との境界線が、曲線または２つ以上の線分で形成されている
   ことを特徴とするスイッチ。
2. 上方開口の開口部が形成された樹脂部材と、
   前記樹脂部材から前記開口部で露出した接点部と、前記樹脂部材から外方へ露出した端子部と、前記接点部と前記端子部との間に位置して少なくとも一部が前記樹脂部材に埋設した中間部と、を含む板状の金属部材と、
   を有したケースと、
   前記接点部と電気的に接続できるように前記開口部に配置された可動部材と、
   前記ケースの上面に固着されて前記開口部を覆う保護シートと、
   を備えたスイッチにおいて、
   前記金属部材の前記中間部は、
   前記接点部よりも下方に位置するとともに、少なくとも一部が前記樹脂部材に埋設された平坦部と、前記平坦部と前記接点部とを繋ぐ第一の連結部と、前記平坦部と前記接点部とを繋ぐ第二の連結部とを含み、
   前記第一の連結部と前記平坦部との境界線と、前記第二の連結部と前記平坦部との境界線とが、非平行に形成されている
   ことを特徴とするスイッチ。

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