JP2019012702A

JP2019012702A - スイッチ

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Publication number: JP2019012702A
Application number: JP2018200710A
Authority: JP
Inventors: 国雄野口; Kunio Noguchi; 大輔中田; Daisuke Nakada
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: JP6735437B2

Abstract

【課題】各種電子機器の入力操作部に用いられるスイッチに関し、リフロー半田付け時に、傾いて実装されることが低減できるものを提供する。【解決手段】第１端子１５、第２端子２６が導出されたケース６１として、底部の下面の形状が、第１平面部６３に隣り合い第１平面部６３よりも高い位置に設定されて設けられ、第１端子１５、第２端子２６のいずれかが導出された第２平面部６５を有し、その第２平面部６５に、下方に向かって突出する突出部７１が設けられたものを用いてスイッチに構成した。これであれば、リフロー半田付け時に、スイッチ自身が傾いて実装されることが低減できるものとして提供できる。【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の入力操作部に用いられるスイッチに関するものである。

近年、各種電子機器は、小型薄型化並びに軽量化が留まることなく進んでおり、その入力操作部に用いられるスイッチについても小型薄型化されたものへの強い要望がある。

このような従来のスイッチについて、図面を用いて説明する。

図５は従来のスイッチの配線基板への配置状態を示す断面図、図６は同上面図、図７は同正面図、図８は従来のスイッチの下面図である。なお、図面については、半田の図示を省略した見易い図示状態のものとしている。

従来のスイッチは、樹脂製のケース１内にスイッチ接点部を備えた所謂プッシュスイッチとして構成されている。

ケース１は、図５および図６に示すように、上方が開口した凹部を有する上面視矩形状に形成されている。凹部の開口部は、図６に点線で示したように、上面視で長円形に形成され、この凹部内にスイッチ接点部が構成されている。

スイッチ接点部は、図５に示すように、第１固定接点１０、第２固定接点２０、可動接点３０によって構成されている。すなわち、ケース１の凹部底面の中央位置に第１固定接点１０が配され、また凹部底面の外周位置に第２固定接点２０が配されている。そして、上方凸形のドーム状に形成された可動接点３０が、その外周下端を第２固定接点２０上に当接させて凹部内に配されている。可動接点３０の中央下面は第１固定接点１０に間隔をあけて対峙している。

そして、ケース１は、長手方向の一方側の端部下端から二つの第１端子１５が導出され、また長手方向の他方側の端部下端から二つの第２端子２６が導出されている。二つの第１端子１５は第１固定接点１０に繋がり、二つの第２端子２６は第２固定接点２０に繋がっている。

ケース１の側壁上端面に保護シート４０が貼着され、凹部上が保護シート４０で覆われて従来のスイッチは構成されている。

ここで、図７および８を用いて、ケース１の底部の下面形状ならびに第１端子１５、第２端子２６の導出箇所などについて説明する。

ケース１の底部の下面は、図７および８に示すように、略矩形状で平坦面に形成された中央位置の第１平面部３と、第１平面部３に対して長手方向の両側に隣り合って設けられ、第１平面部３よりも僅かに高い位置で平坦面に形成された第２平面部５とを有したものとなっている。つまり、ケース１の下面は、長手方向の右から左にかけて、一方の第２平面部５、第１平面部３、他方の第２平面部５の順で並んで構成され、その高さ位置は、互いの境の位置で段差を有したものとなっている。なお、一方の第２平面部５と他方の第２平面部５とは同じ高さ位置に設定されている。

二つの第１端子１５は一方の第２平面部５から導出され、二つの第２端子２６は他方の
第２平面部５から導出されている。ここに、それぞれの第１端子１５、第２端子２６は、対応する第２平面部５と同一の高さで表出した表出箇所（図６および図８参照）を有し、その高さ位置で水平に外方に突出している。この表出箇所は、スイッチの小型化に応じて半田付け面積を確保するために設けられている。

当該スイッチは、第１端子１５、第２端子２６が配線基板５０に設けられたランド部５２、５４に半田付けされて実装される。つまり、その実装時には、それぞれのランド部５２、５４にクリーム半田が塗布され、その上に対応する第１端子１５、第２端子２６が位置するように当該スイッチが配線基板５０上に配される。その後、リフロー工程を介して第１端子１５、第２端子２６がランド部５２、５４に半田付け固定されて表面実装される。

なお、その実装状態において、当該スイッチは、第１端子１５、第２端子２６を導出している第２平面部５が第１平面部３よりも高い位置に設定されているため、その高低差分で半田の高さ寸法を吸収して、ケース１の第１平面部３が配線基板５０上に当接もしくは近接する状態で実装可能なものになっている。これにより、当該スイッチは、スイッチ接点部への押し下げ操作時に過剰な押圧力が加わっても、その押圧力を配線基板５０で受けられる状態に実装可能なものになっている。

そして、当該スイッチは小型化が進むにつれて、第１端子１５同士の間隔および第２端子２６同士の間隔が小さくなり、かつランド部５２、５４としては通常矩形状に設定されて形成されることから、一方の第２平面部５と第１平面部３との境、および、他方の第２平面部５と第１平面部３との境は、いずれも第１端子１５、第２端子２６のそれぞれの突出方向に対して直交する直線状の段差部を有するものに構成せざるを得なかった。

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２００４−１７１７８９号公報

しかしながら、従来のスイッチにおいては、リフロー時において、例えばケース１の長手方向に沿う方向、つまり、一方の第２平面部５、第１平面部３、他方の第２平面部５の順になるようにリフロー炉内に流されていくと、個々の第２平面部５でのクリーム半田の溶融タイミングがずれる場合がある。

例えば、一方の第２平面部５側のクリーム半田が先に溶融した場合、対応する第１端子１５同士が溶融した半田によって下方に引き寄せられて、スイッチ自身に回転する力が加わる。つまり、一方の第２平面部５と第１平面部３との間の直線状の段差部を支点として、スイッチ自身が長手方向側で傾く現象が生じて、他方の第２平面部５側の第２端子２６の浮きが発生する可能性があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、リフロー半田付け時に、傾いて実装されることが低減できる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、ケースとして、底部の下面が、第一平面部と、第
１平面部に隣り合い第１平面部よりも高い位置に設定されて設けられ、端子の内の少なくとも一つが導出された第２平面部とを有し、その第２平面部に、下方に向かって突出する突出部を設けたものを用いてスイッチを構成するものである。

これであれば、配線基板へのリフロー半田付け時に、第２平面部側でクリーム半田が溶融して対応する端子が下方に引き寄せられる現象が生じたとしても、第２平面部に設けた突出部が配線基板上に当接して当該スイッチ自身に加わる回転する力が規制でき、スイッチが、傾いて実装されることを抑制することができるという作用を有する。

本発明によれば、リフロー半田付け時に、傾いて実装されることが低減できる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。

本発明の実施形態によるスイッチの配線基板への配置状態を示す断面図同正面図本発明の実施形態によるスイッチの下面図同変形例の構成としたスイッチの下面図従来のスイッチの配線基板への配置状態を示す断面図同上面図同正面図従来のスイッチの下面図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部分には同一符号を付して詳細説明は省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施形態によるスイッチの配線基板への配置状態を示す断面図、図２は同正面図、図３は本発明の実施形態によるスイッチの下面図、図４は同変形例の構成としたスイッチの下面図である。なお、図面については、半田の図示を省略した見易い図示状態のものとしている。

当該実施形態によるスイッチは、従来同様に、樹脂製のケース６１内にスイッチ接点部を備えた所謂プッシュスイッチに構成されている。

ケース６１は、上面視矩形状で上方開口の凹部を有したものであり、その凹部内にスイッチ接点部が構成されている。凹部の開口部は、従来同様に上面視で長円形に形成されている。

スイッチ接点部は、従来のものと同様に、第１固定接点１０、第２固定接点２０、可動接点３０によって構成されている。つまり、ケース６１の凹部底面の中央位置に第１固定接点１０が配され、凹部底面の外周位置に第２固定接点２０が配されている。そして、上方凸形のドーム状に形成された可動接点３０が、その外周下端を第２固定接点２０上に当接させて凹部内に配されている。可動接点３０の中央下面は第１固定接点１０に間隔をあけて対峙している。

そして、第１固定接点１０に繋がる二つの第１端子１５が、ケース６１の長手方向の一方側の端部下端から導出されている。第２固定接点２０に繋がる二つの第２端子２６が、ケース６１の長手方向の他方側の端部下端から導出されている。

ケース６１の側壁上端面には保護シート４０が貼着されており、凹部上は保護シート４０で覆われている。

ここに、当該実施形態によるスイッチは、ケース６１の底部における下面構成を従来品とは相違したものとし、それによって配線基板への実装時に、傾いた状態で実装されることを低減させており、以下にその説明をする。

図１や図３に示したように、ケース６１の底部の下面は、略矩形状で平坦面に形成された中央位置の第１平面部６３と、第１平面部６３に対して長手方向の両側に隣り合って設けられ、第１平面部６３よりも僅かに高い位置で平坦面に形成された第２平面部６５を有することは従来と同じである。

つまり、ケース６１の下面は、従来同様に、長手方向の右から左にかけて、一方の第２平面部６５、第１平面部６３、他方の第２平面部６５の順で並んで構成され、同じ高さ位置に設定されている二つの第２平面部６５の各々と第１平面部６３との境の位置は、それぞれ直線状の段差部を有したものとなっている。

そして、二つの第１端子１５が一方の第２平面部６５から導出され、二つの第２端子２６が他方の第２平面部６５から導出されている点や、それぞれの第１端子１５および第２端子２６は、対応する第２平面部６５と同一の高さで表出した表出箇所（図３参照）を有し、その高さ位置で水平に外方に突出している点は従来のものと同じである。なお、それぞれの第１端子１５および第２端子２６は、上述した表出箇所を含めて各々半田付け可能になっている。

ここに、当該実施形態によるものでは、ケース６１の第２平面部６５毎に、水平断面が円形で下方に向かって突出した突出部７１を二つずつケース６１に一体に設けた点が従来のものと異なる。

各々の突出部７１は、先端が球面状で、先端の高さ位置がケース６１の第１平面部６３と同一高さ位置、もしくはそれよりも僅かに高い位置、つまり前記第１平面部６３よりも突出していない高さ位置に設定されている。

そして、突出部７１の設置位置としては、ケース６１の外縁部近傍の四隅に一つずつ対応させて設けたものとしている。つまり、各々の突出部７１は、図３に示すように、点線で図示された二つの第１端子１５に応じた二つのランド部５２と、二つの第２端子２６に応じた二つのランド部５４に対して、短手側での外方位置に配されている。さらに、各々の突出部７１は、第１端子１５、第２端子２６のそれぞれの第２平面部６５からの表出箇所に隣接する位置に設定して設けられている。

言い換えると、四つの突出部７１は、スイッチの中心位置からみてケース６１の長手方向に対して二つ同士が対称となる位置関係で、短手方向に対しても二つ同士が対称となる位置関係で設けられている。そして、二つの第１端子１５は、一方の第２平面部６５に設けられた二つの突出部７１の間の位置から導出されている。二つの第２端子２６は、他方の第２平面部６５に設けた二つの突出部７１の間の位置から導出されている。

なお、突出部７１の設置箇所は特に限定はされないが、ケース６１の外縁部近傍に設置すると望ましく、特にケース６１の四隅であると面積的に設置し易いこと等もあり好ましい。

当該実施形態によるスイッチは、以上のように構成されている。その動作は、保護シート４０を介して可動接点３０の中央部位置を下方に押圧操作すると、可動接点３０が反転動作する。それによって、可動接点３０の下面が第１固定接点１０に接触して、スイッチ接点部がオン状態になり、第１端子１５、第２端子２６間が導通状態になる。その操作を解除すると、可動接点３０は自身の復元力で元の上方凸形のドーム状に復元して、図１に示したスイッチ接点部のオフ状態に戻る。

そして、当該実施形態によるスイッチは、第１端子１５、第２端子２６が配線基板５０に設けられたランド部５２、５４に従来同様に半田付けされて表面実装される。

その実装時には、それぞれのランド部５２、５４にクリーム半田が塗布され、その上に対応する第１端子１５、第２端子２６が位置するように当該スイッチが配線基板５０上に配されて、リフロー工程を介して第１端子１５、第２端子２６がランド部５２、５４に半田付け固定されて実装される。

ここに、当該実施形態によるスイッチは、ランド部５２、５４にクリーム半田が塗布された配線基板５０上に配された際に、ケース６１の第１平面部６３と、各々の第２平面部６５に設けられた突出部７１の先端が、配線基板５０の上面に対して近接もしくは当接した状態になる。

続いて、リフロー炉内に流されて個々の第２平面部６５でクリーム半田の溶融タイミングがずれる等しても、当該実施形態によるスイッチは、従来品よりも長手方向側でスイッチ自身が傾く現象が低減される。

つまり、例えば、一方の第２平面部６５側のクリーム半田が先に溶融した場合、その溶融した半田によって、対応する第１端子１５同士が下方に引き寄せられることで、第１端子１５側が下がるようにケース６１が少し傾くと、ケース６１の一方の第２平面部６５側に設けた二つの突出部７１の先端が真っ先に配線基板５０上に当接することとなる。

そして、その二つの突出部７１の先端が配線基板５０上に当接する位置は、第１端子１５の近傍位置になる設定のものに構成されているため、第１端子１５側が下がる距離が従来品よりも小さく抑えられる。これにより、長手方向側に傾くようにスイッチ自身に加わる回転する力が規制でき、スイッチ自身の傾きを低減させることができる。

なお、ランド部５２、５４の半田の溶融状態や第１平面部６３の形状設定などによってはケース６１の短手方向側などへのスイッチ自身の傾きが生じることも懸念されるが、当該実施形態によるスイッチのように、突出部７１をケース６１の外縁部近傍の四隅に一つずつ対応させて設けたものであれば、その短手方向側などへのスイッチ自身の傾きも同様に抑制されるようになる。

以上のように、当該実施形態によるスイッチは、一方の第２平面部６５において第１端子１５の近傍位置に突出部７１を二つ設置した構成としているため、一方の第２平面部６５側のクリーム半田が先に溶融することで、第１端子１５同士が下方に引き寄せられたとしても、スイッチ自身が長手方向側で傾く現象が低減されるものに実現できる。このために、リフロー半田付け時に、従来のものに比べて傾いて実装されることが低減されて、安定したリフロー実装が可能なスイッチとして提供することができる。

なお、突出部７１の断面形状や先端形状は特に限定されるものではなく、例えば、水平断面が矩形状や多角形状等のものとしたり、先端を球面状以外の形状にするなどとしてもよい。

また、突出部７１の設置位置や数としても、ケース６１の下面における四隅に一つずつ設けたもののみに限定はされない。

例えば、上述した突出部７１付きのものに、さらに、一方の第２平面部６５の第１端子１５同士の間、ならびに他方の第２平面部６５の第２端子２６同士の間にも突出部７１を一つずつ設けたもの等としてもよい。または、第１端子１５同士の間、第２端子２６同士の間のみに突出部７１が一つずつ設けられたもの等としてもよい。

突出部７１は、その先端が第１平面部６３よりも突出しないほうが好ましい。これは、スイッチの操作状態を考慮すると、操作される位置の真下となる第１平面部６３が配線基板５０で受けられた実装状態になるほうが好ましいからである。

そして、本発明は、リフロー半田付け時に、スイッチ自身が傾いて実装されることを低減することを目的としており、その構成事例として上記には突出部７１を設けたものを説明したが、突出部７１以外でも同等の作用が得られる構成のものとすることも可能である。

そのような変形例としては、図４に示したものが挙げられる。図４に示したものは、上述した突出部７１を設けたケース６１を用いる代わりに、ケース６１Ａを用いて構成している。

ケース６１Ａの底部の下面には、突出部７１が設けられておらず、その代わりとして第１平面部６３に延設部６３Ａを一体で設けたものとしている。

第１平面部６３の延設部６３Ａは、細幅の直線状で、第１平面部６３からケース６１Ａの短手側の対向する外縁それぞれに沿って各々の第２平面部６５に向かって突出する形状で形成されたものとなっている。なお、延設部６３Ａの高さ位置は、突出部７１と同様に、第１平面部６３と同じ高さ位置、もしくはそれよりも僅かに高い位置、つまり前記第１平面部６３よりも突出していない高さ位置となるように設定されているとよい。そして、延設部６３Ａの第２平面部６５への突出量は、突出側となる端部位置が、できるだけ第１端子１５、第２端子２６の近傍位置になる設定にすると好ましい。

この変形例の構成であっても、上述した突出部７１と同様に延設部６３Ａが作用するため、リフロー半田付け時に、スイッチ自身が長手方向側などに傾く現象が低減できる。なお、延設部６３Ａを、第１端子１５同士の間や第２端子２６同士の間に設けるなどしてもよいことは、突出部７１の場合と同様である。

なお、以上に説明したものにおいて、ケース６１、６１Ａの外形などの形状設定は、特に限定されない。また、第１端子１５、第２端子２６の導出位置や本数、スイッチ接点部の構成などについても特に限定されるものではない。

本発明によるスイッチは、リフロー半田付け時に、傾いて実装されることが低減できるものとして提供でき、主に各種電子機器の入力操作部用等に有用である。

１０第１固定接点
１５第１端子
２０第２固定接点
２６第２端子
３０可動接点
４０保護シート
５０配線基板
５２、５４ランド部
６１、６１Ａケース
６３第１平面部
６３Ａ延設部
６５第２平面部
７１突出部

Claims

側面を含み第１の方向に開口する凹部と、前記側面と繋がる環状の端面を含む側壁と、前記凹部よりも前記第１の方向に反対の第２の方向に位置する底部とを有するケースと、
前記ケースから前記第１の方向に直交する第３の方向へと導出される第１端子と、
前記ケースから前記第３の方向に反対の第４の方向へと導出される第２端子と、
を備え、
前記底部は、
前記凹部と重なるように前記凹部よりも前記第２の方向に位置する第１平面と、
前記第１面よりも前記１の方向に位置し、前記第１面よりも前記第３の方向に位置する第２平面と、
前記第１面よりも前記第１の方向に位置し、前記第１面よりも前記第４の方向に位置する第３平面と、
前記第２平面から前記第２の方向に突出する第１の突出部と、
前記第３面から前記第２の方向に突出する第２の突出部と、
を有し、
前記第２平面および前記第３平面は、前記端面と重なるように前記端面よりも前記第２の方向に位置し、
前記第１の突出部の先端および前記第２の突出部の先端は、前記第１面と同じ位置か、前記第１面よりも前記第１の方向に位置する、
スイッチ。
前記第１の突出部は、第１の突出部位と第２の突出部位とを有し、
前記第１端子は、前記第１の突出部位と前記第２の突出部位との間の位置を通り、
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位との各々の先端は、前記第１平面と同じか位置か、前記第１平面よりも前記第２の方向に位置する、
請求項１記載のスイッチ。
前記第１の突出部位は、少なくとも前記第１の端子を挟んで前記第２の突出部位と向かい合う、
請求項２記載のスイッチ。
前記第２の突出部は、第３の突出部位と第４の突出部位とを有し、
前記第２端子は、前記第３の突出部位と前記第４の突出部位との間の位置を通り、
前記第３の突出部位と前記第４の突出部位との各々の先端は、前記第１平面と同じか位置か、前記第１平面よりも前記第２の方向に位置する、
請求項１から請求項３記載のスイッチ。
前記第３の突出部位は、少なくとも前記第２端子を挟んで前記第４の突出部位と向かい合う、
請求項４記載のスイッチ。
前記ケースは、前記端面側から前記ケースを見た場合において矩形状であり、
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位と前記第３の突出部位と前記第４の突出部位とは、前記ケースの四隅に対応するよう設けられている、請求項４から請求項５記載のスイッチ。
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位と前記第３の突出部位と前記第４の突出部位とは、前記ケースの外縁部近傍に設けられている、請求項４から請求項６に記載のスイッチ。
前記ケースは、前記端面側から前記ケースを見た場合において矩形状であり、
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位と前記第３の突出部位と前記第４の突出部位とは、前記ケースの長手方向および前記ケースの短手方向に対して対称となるように設けられている、請求項４から請求項７記載のスイッチ。
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位と前記第３の突出部位と前記第４の突出部位との各々は、前記第１平面に沿う面での断面が円形である、請求項４から請求項８記載のスイッチ。
前記第１の突出部位と前記第２の突出部位と前記第３の突出部位と前記第４の突出部位との各々の先端は、球面上である請求項４から請求項９記載のスイッチ。
前記第１の突出部と前記第２の突出部とは、前記第１平面と繋がる、
請求項１記載のスイッチ。
前記第２の突出部は、前記第１の突出部位と前記第１平面を挟んで向かい合う第３の突出部位を有し、
前記第３の突出部位の先端は、前記第１平面部と同じか位置か、前記第１平面部よりも前記第１の方向に位置する、
請求項２から請求項３記載のスイッチ。
前記第2平面と前記第３平面との各々は、前記第１平面に対して平行な面である、請求項１から請求項１２記載のスイッチ。
前記ケースは、樹脂を含み、
前記第１端子は、前記第２平面で前記樹脂から露出して、前記ケースの外方へと導出され、
前記第２端子は、前記第３平面で前記樹脂から露出して、前記ケースの外方へと導出される、
請求項１から請求項１３記載のスイッチ。
底面と前記底面に繋がり前記底面を囲う側面とを含み上方に開口する凹部と、前記側面と繋がる環状の上端面を含む側壁と、前記凹部よりも下方に位置して前記側壁に繋がる底部とを有するケースと、
前記ケースから導出された第１端子と、
を備え、
前記底部は、
前記凹部と重なる位置にある第１平面と、
前記第１平面よりも上方かつ前記第１平面よりも前記第１端子の導出された方向に位置し、前記上端面と重なる第２平面と、
前記第２平面に設けられ、前記第２平面から下方に向かって突出する第１の突出部位と第２の突出部位と、
を含み、
前記第１端子は、前記第１平面と重ならないように配置されて、前記第１の突出部位と前記第２の突出部位との間の位置を通るように前記第２平面と交差し、
前記第１の突出部の先端と前記第２の突出部の先端とは、前記第１平面部と同じか位置か、前記第１平面部よりも上方に位置する、
スイッチ。
前記第１端子は、前記第２平面で前記ケースから露出して、前記ケースの外方へと導出されている、
請求項１５に記載のスイッチ。