JP2022006770A - プッシュスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 弾性を有する樹脂材からなる押圧部材と、前記樹脂材よりも硬質な樹脂材からなるフレーム部材とによってプランジャを一体成形することで、スイッチングの操作性を損なうことなく、スイッチ本体との密着性を向上させることのできるプッシュスイッチを提供することである。【解決手段】 基板１４と導電バネ部材１６とを有するスイッチ本体１２と、該スイッチ本体１２を被覆するプランジャ１３とを備えたプッシュスイッチ１１において、前記プランジャ１３は、前記導電バネ部材１６の上方に配置される押圧部材２１と、この押圧部材２１と一体に形成され前記押圧部材２１を保持した状態で前記スイッチ本体１２の基板１４にベースシート１７を介して接合されるフレーム部材２２とを備え、前記押圧部材２１が弾性を有する軟質の樹脂材からなり、前記フレーム部材２２が前記押圧部材２１より硬質の樹脂材からなる。【選択図】 図１

Description

本発明は、スイッチ本体上に配置されるプランジャを備えたプッシュスイッチに関するものである。

従来の一般的なプッシュスイッチは、基板と、この基板に形成される接点電極と、この接点電極に接触させて導通を図る導電バネ部材とを備え、該導電バネ部材を接点電極に向けて押圧変形させることによって、スイッチング操作を行っている。

特許文献１には、オン／オフのスイッチング操作を行う押圧部材にシリコーンゴム又はフッ素系ゴムを使用したプッシュスイッチが開示されている。前記押圧部材は、接着部材を介してスイッチ部の基板に接合されている。

特許文献２には、スイッチ部と押圧部材とを接合する際にＰＴＦＥ等のアンカー部材を介することによって密着性を高めた構造のプッシュスイッチが開示されている。

特許文献３には、スイッチ部と押圧部材とを別のカバー部材を介して接合させた構造のプッシュスイッチが開示されている。

特開２０１３－０７７５５２号公報 ＷＯ／２０１９／１６３７３０ 特許第４７１６９８８号

特許文献１に記載のプッシュスイッチにあっては、押圧部材に軟質性の樹脂材を使用しているため、スイッチ部の基板等に接合する際に密着性が悪くなるといった問題があった。特許文献２に記載のプッシュスイッチにあっては、スイッチ部と押圧部材との間にアンカー部材を介する必要があり、特許文献３では、別途カバー部材を製造した後に、スイッチ部と押圧部材とを組み込む必要がある。このため、部品点数が多くなると共に、製造工数やコストが多くかかるといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、弾性を有する樹脂材からなる押圧部材と、前記樹脂材よりも硬質な樹脂材からなるフレーム部材とによってプランジャを一体成形することで、スイッチングの操作性を損なうことなく、スイッチ本体との密着性を向上させることのできるプッシュスイッチを提供することである。

本発明に係るプッシュスイッチは、基板及び該基板上に配置された導電バネ部材を有するスイッチ本体と、該スイッチ本体を被覆するプランジャとを備えたプッシュスイッチにおいて、前記プランジャは、前記導電バネ部材の上方に配置される押圧部材と、この押圧部材と一体に形成され前記押圧部材を保持した状態で前記スイッチ本体の基板に接合されるフレーム部材とを備え、前記押圧部材が弾性を有する軟質の樹脂材からなり、前記フレーム部材が前記押圧部材より硬質の樹脂材からなる。

本発明のプッシュスイッチによれば、スイッチ本体を覆うプランジャが軟質性の押圧部材と、この押圧部材を支持する硬質性のフレーム部材とによって一体形成され、前記フレーム部材を介してスイッチ本体の基板に接合されているので、押圧部材を介したスイッチング操作性を損なうことなく、プランジャをスイッチ本体に密着性よく配置することができる。

プッシュスイッチの分解斜視図である。 プッシュスイッチの平面図である。 プランジャ及びスイッチ本体のＡ－Ａ断面図である。 プランジャ及びスイッチ本体のＢ－Ｂ断面図である。 プッシュスイッチ集合体の分解斜視図である。 プッシュスイッチ集合体の断面図である。 完成したプッシュスイッチ集合体の斜視図である。

以下、本発明に係るプッシュスイッチの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は、プッシュスイッチを模式的に表したものである。これらの実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、重複説明は適宜省略させることがあり、同一部材には同一符号を付与することがある。

図１はプッシュスイッチ１１の一実施形態を示したものである。このプッシュスイッチ１１は、発光機能を有するスイッチ本体１２と、このスイッチ本体１２を覆うプランジャ１３とによって構成されている。

前記スイッチ本体１２は、基板１４と、この基板１４の中央部に実装されるＬＥＤ１５と、このＬＥＤ１５を露出するようにして配置される導電バネ部材１６と、導電バネ部材１６の周囲を囲うようにして基板１４の外周部に沿って配置されるベースシート１７とによって構成されている。ベースシート１７は、上面１７ａに粘着層を設けたプラスチックシートによって形成され、導電バネ部材１６の位置決めガイドとして使用されている。前記プランジャ１３は、図２に示すように、ベースシート１７の斜線で示した範囲に熱圧着等によって接合することができる。

前記基板１４は、エポキシ樹脂等によって矩形状に形成され、中央部にＬＥＤ１５が実装される実装電極１４ａ、その周囲を囲う第１接点１４ｂ及びこの第１接点１４ｂを囲う第２接点１４ｃが設けられている。

導電バネ部材１６は、金属製のタクトバネによってドーム形状に形成されている。本実施形態のプッシュスイッチ１１は、照光機能を備えているため、前記導電バネ部材１６の中央部にＬＥＤ１５の上方を開放すると共に、発光した光をプランジャ１３に向けて透過させるための開口部１６ａが設けられている。この導電バネ部材１６は、外周面１６ｃが第２接点１４ｃ上に載置され、前記開口部１６ａに面した開口縁面１６ｂが第１接点１４ｂと対向するように、常時は第１接点１４ｂと離間して配置されている。スイッチ操作は、プランジャ１３の押圧部材２１を押圧し、導電バネ部材１６の開口縁面１６ｂを弾性的に押し下げることによって行う。このようにして、前記開口縁面１６ｂが下方に押圧されて弾性変形することによって第１接点１４ｂと接触することで第２接点１４ｃとの導通が図られる。

ＬＥＤ１５は、特定色の発光素子又は各色の発光が可能なＲＧＢ構成の発光素子等が用いられる。発光はプッシュスイッチ１１を搭載する各種の装置の電源ＯＮに連動した常時発光か、スイッチ本体１２によるスイッチングのＯＮ／ＯＦＦに連動した発光などの設定を行うことができる。なお、本実施形態のプッシュスイッチ１１では、ＬＥＤ１５による照光機能を備えているが、照光機能が不要であれば、前記導電バネ部材１６に開口部１６ａを設けなくてもよい。

図３及び図４は、プッシュスイッチ１１の図２に示したＡ－Ａ断面及びＢ－Ｂ断面による構造を示したものである。前記プランジャ１３は、前記導電バネ部材１６の上方全体を覆うように配置される押圧部材２１と、この押圧部材２１と一体に形成され前記押圧部材２１を保持した状態で前記スイッチ本体１２の基板１４上にベースシート１７を介して接合されるフレーム部材２２とを備えている。前記押圧部材２１は弾性を有する軟質の樹脂材によって形成され、前記フレーム部材２２は前記押圧部材２１より硬質の樹脂材によって形成されている。前記軟質性の樹脂材としてはシリコーン樹脂等が使用され、硬質性の樹脂材としては、ポリフタルアミド等の樹脂材が使用される。このように、材質の異なる押圧部材２１とフレーム部材２２とを一体に形成するため、２色成形法によってプランジャ１３を形成するのが好ましい。前記押圧部材２１は、弾性的にスイッチ本体１２の導電バネ部材１６を押圧させるために軟性のシリコーン樹脂を用いているが、フレーム部材２２に硬質のポリフタルアミド樹脂を用いたことで、押圧部材２１が弾性変形した際の位置ずれを確実に防止することができる。また、前記フレーム部材２２に使用したポリフタルアミド樹脂は、ベースシート１７との接合性が良好であるため、スイッチ本体１２とプランジャ１３との接合をより確実にすることができる。さらに、前記プランジャ１３を構成する押圧部材２１とフレーム部材２２とが２色成形によって一体形成されているので、隙間が生じることがなく防湿性に優れている。

前記押圧部材２１は、前記導電バネ部材１６の上方に配置され、導電バネ部材１６の中央部を押圧によって弾性変形させる押圧本体部２３と、この押圧本体部２３の裾部分を形成し、導電バネ部材１６の外周部に向けて裾広がりに延びるスカート部２４とを備えている。前記押圧本体部２３とスカート部２４とは同じ軟質の樹脂材によって一体形成されている。

前記押圧本体部２３は、円筒状に突出した押圧上部と、前記導電バネ部材１６の開口縁面１６ｂ上に載置される脚部２５とを有した押圧下部とによって形成されている。前記スカート部２４は、端部が外周部上面３３と、前記導電バネ部材１６の外周面１６ｃ上に載置される外周部下面３４とによって形成されている。図２及び図３（ａ）のＡ－Ａ断面においては、前記外周部上面３３と一体に延びる連結部２４ａが形成されている。この連結部２４ａは、図５乃至図７に示すように、押圧部材２１を縦横方向に複数個連結して形成する際に形成されるものであり、樹脂成形された後に前記連結部２４ａを分断することによって個々の押圧部材２１が得られる。

前記押圧本体部２３の上部にかかる押圧力は、脚部２５を介して導電バネ部材１６に伝達される。このとき、前記外周部下面３４は、押圧部材２１の外周面１６ｃを支持している。また、前記脚部２５で囲われた第１空洞部２６と、脚部２５及び外周部下面３４で囲われたリング状の第２空洞部２７は、前記押圧本体部２３を押圧した際に、押圧部材２１の弾性変形を容易にするための緩衝用の空間部を形成している。

本実施形態では、前記スカート部２４の外周部を取り囲むようして前記フレーム部材２２が配置され、スカート部２４とフレーム部材２２とは結合手段を介して一体に形成されている。前記結合手段は、スカート部２４の外周部に沿って形成される結合凹部３１と、フレーム部材２２の端部に形成され前記結合凹部３１に嵌り込む結合突起３２とを有している。なお、本実施形態では結合凹部をスカート部２４に、結合突起をフレーム部材２２に設けたが、結合凹部をフレーム部材２２に、結合突起をスカート部２４に設けるようにしてもよい。

前記結合凹部３１は、凹部の一方の側壁面を形成するスカート部２４の外周部上面３３と、凹部の他方の側壁面を形成するスカート部２４の外周部下面３４と、凹部の底壁面３５とから構成されている。前記外周部上面３３は導電バネ部材１６の外周に沿って円形状に形成されている。一方、前記外周部下面３４は、底壁面３５からの突出長さが外周部上面３３の突出長さより長く、外周部上面３３を包含するような矩形状に形成されている。これによって、上面方向や側面方向への剥がれを防止することができる。前記外周部下面３４を外周部上面３３より広くすることで、導電バネ部材１６の外周部を支持する面積が広くなり、安定した状態で押圧部材２１を導電バネ部材１６上に載置することができる。なお、本実施形態では、外周部下面３４を矩形状に形成したが、外周部上面３３を包含するような広さであれば矩形状に限定されることなく円形状あるいはそれ以外の不定形状であってもよい。図２及び図３に示したプランジャ１３の対辺方向においては、スカート部２４の外周部上面３３が外周部下面３４よりも外側に延びている。

前記スカート部２４とフレーム部材２２とは、図３のＡ－Ａ断面で示されるプランジャ１３の対辺方向においては、フレーム部材２２の結合突起３２が凹部の底壁面３５に当接するようにスカート部２４の結合凹部３１に嵌り込み、フレーム部材２２の上面をスカート部２４の外周部上面３３で被覆した状態で結合している。一方、図４のＢ－Ｂ断面で示されるプランジャ１３の対角線方向においては、フレーム部材２２の結合突起３２が凹部の底壁面３５に当接するようにスカート部２４の結合凹部３１に嵌り込み、前記結合突起３２をスカート部２４の外周部下面３４で挟み込むようにして結合している。なお、フレーム部材２２の上面はスカート部２４の上面と面一になるように露出している。

前記押圧部材２１とフレーム部材２２とは、軟質性のシリコーン樹脂と硬質性のポリフタルアミド樹脂を用いた２色成形によって一体に形成されている。このように、プランジャ１３が押圧部材２１とフレーム部材２２との２色成形によって一体形成されているので、スイッチ本体１２を隙間なく、且つ防湿性よく被覆することができる。また、前記押圧部材２１は弾性を有する軟質性の樹脂材で形成されているため、導電バネ部材１６をソフトに押圧することができ、クリック性が向上する。さらに、前記押圧部材２１を支持してスイッチ本体１２の基板１４に接合するフレーム部材２２が硬質性の樹脂材によって形成されているため、押圧部材２１がクリック操作によって弾性変形しても、導電バネ部材１６上で確実に支持することができると共に、スイッチ本体１２の基板１４上への接合強度を維持することができる。なお、本実施形態のプッシュスイッチ１１はＬＥＤによる照光機能を有しているため、前記押圧部材２１には透光性を有したシリコーン樹脂が使用される。

図５乃至図７は、上記プッシュスイッチ１１を複数個一括して製造する方法の一例を示したものである。この製造方法では、複数のスイッチ本体が形成されるスイッチ本体集合体４２と、複数のプランジャが形成されるプランジャ集合体４３とを用いてプッシュスイッチ集合体４１を形成する。前記スイッチ本体集合体４２は、複数の基板部からなる集合基板４４と、複数のＬＥＤ１５と、複数の導電バネ部材１６と、複数のベースシート部からなる集合ベースシート４５との積層体によって構成されている。前記集合基板４４には、個々のスイッチ本体となる領域にＬＥＤ１５の実装電極１４ａと、導電バネ部材１６が載置される第１接点１４ｂ及び第２接点１４ｃが形成されている。前記複数の実装電極上にそれぞれＬＥＤ１５が実装され、前記第１接点１４ｂ及び第２接点１４ｃ上に導電バネ部材１６が載置される。なお、前記実装電極、第１接点１４ｂ及び第２接点１４ｃは、図１と同様であるので、図示及び説明は省略する。このようにして、載置された複数の導電バネ部材１６を露出する開口部が複数設けられた集合ベースシート４５を集合基板４４上に接合することによって、スイッチ本体集合体４２が形成される。

前記プランジャ集合体４３は、図６に示したように、複数の押圧部材が連結してなる集合押圧部材４６と、複数のフレーム部材が連結してなる集合フレーム部材４７とで一体形成される。前記集合押圧部材４６は軟質性のシリコーン樹脂、前記集合フレーム部材４７は硬質性のポリフタルアミド樹脂による２色成形によって形成される。集合押圧部材４６と集合フレーム部材４７を構成する個々の押圧部材及びフレーム部材は図３及び図４に示したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

前記集合押圧部材４６がスイッチ本体集合体４２の各導電バネ部材１６上に載置され、集合フレーム部材４７が集合基板４４上に接着剤等を介して接合されることによって、図７に示したプッシュスイッチ集合体４１が形成される。このようにして形成されたプッシュスイッチ集合体４１をＸ－Ｙのダイシングラインに沿ってダイシングすることによって、個々のプッシュスイッチが形成される。

上記プッシュスイッチ集合体４１は、ダイシングすることによって複数のプッシュスイッチ１１を製造するために形成されたものであるが、複数のプッシュスイッチからなるキーボードや操作パネル等を形成する場合には、そのプッシュスイッチの数や配列等に応じたスイッチ本体構成体及びプランジャ集合体を形成することで、そのままキーボードや操作パネル等として対応することができる。

１１ プッシュスイッチ
１２ スイッチ本体
１３ プランジャ
１４ 基板
１４ａ 実装電極
１４ｂ 第１接点
１４ｃ 第２接点
１５ ＬＥＤ
１６ 導電バネ部材
１６ａ 開口部
１６ｂ 開口縁面
１６ｃ 外周面
１７ ベースシート
１７ａ 上面
２１ 押圧部材
２２ フレーム部材
２３ 押圧本体部
２４ スカート部
２４ａ 連結部
２５ 脚部
２６ 第１空洞部
２７ 第２空洞部
３１ 結合凹部
３２ 結合突起
３３ 外周部上面
３４ 外周部下面
３５ 底壁面
４１ プッシュスイッチ集合体
４２ スイッチ本体集合体
４３ プランジャ集合体
４４ 集合基板
４５ 集合ベースシート
４６ 集合押圧部材
４７ 集合フレーム部材

Claims (9)

1. 基板及び該基板上に配置された導電バネ部材を有するスイッチ本体と、該スイッチ本体を被覆するプランジャとを備えたプッシュスイッチにおいて、
   前記プランジャは、前記導電バネ部材の上方に配置される押圧部材と、この押圧部材と一体に形成され前記押圧部材を保持した状態で前記スイッチ本体の基板に接合されるフレーム部材とを備え、
   前記押圧部材が弾性を有する軟質の樹脂材からなり、前記フレーム部材が前記押圧部材より硬質の樹脂材からなるプッシュスイッチ。
2. 前記押圧部材は、前記導電バネ部材の中央部上方に配置される押圧本体部と、該押圧本体部の裾部分を形成するスカート部とを備え、前記押圧本体部は導電バネ部材上で支持される脚部を有する請求項１に記載のプッシュスイッチ。
3. 前記スカート部の外周部を取り囲むようして前記フレーム部材が配置され、スカート部とフレーム部材とは結合手段を介して一体に形成されている請求項２に記載のプッシュスイッチ。
4. 前記結合手段は、スカート部の外周部に沿って形成される結合凹部と、フレーム部材の端部に形成され前記結合凹部に嵌り込む結合突起とを有する請求項３に記載のプッシュスイッチ。
5. 前記結合凹部は、凹部の一方の側壁面を形成するスカート部の外周部上面と、凹部の他方の側壁面を形成するスカート部の外周部下面と、凹部の底壁面とを有し、前記外周部下面の底壁面からの突出長さが外周部上面の突出長さより長い請求項４に記載のプッシュスイッチ。
6. 前記スカート部の外周部上面は外形が円形状に形成され、前記スカート部の外周部下面は外形が前記外周部上面を包含する矩形状に形成されている請求項５に記載のプッシュスイッチ。
7. 前記導電バネ部材は、中央部に開口部を有してドーム状に形成され、前記開口部の縁面上に沿って前記押圧本体部の脚部が配置されている請求項２に記載のプッシュスイッチ。
8. 前記押圧部材は、透光性の樹脂材によって形成されている請求項１に記載のプッシュスイッチ。
9. 前記プランジャは、シリコーン樹脂からなる押圧部材と、ポリフタルアミド樹脂からなるフレーム部材との２色成形によって一体形成されている請求項１に記載のプッシュスイッチ。

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